Hệ phương trình đồng dư

Bài toán. Tìm số tự nhiên $x$ lớn nhất có 12 chữ số biết $x$ chia cho $2024, 26, 20, 18$ có số dư lần lượt là $1401, 1$, $9, 3$.

 

GIẢI

Xét hệ phương trình $$\left\lbrace\begin{array}{ll}
x \equiv 3& \text{mod}\ 18\\
x \equiv 9& \text{mod}\ 20\\
x \equiv 1& \text{mod}\ 26\\
x \equiv 1401& \text{mod}\ 2024\end{array} \right. $$
 

$$\left\lbrace\begin{array}{l}x \equiv a_1 \ \text{mod}\ m_1\\
x \equiv a_2 \ \text{mod}\ m_2\end{array} \right. ⇔ x \equiv a_1+m_1\times \dfrac{a_2-a_1}{\gcd(m_1, m_2)}\times z_3\quad \text{mod}\ \text{lcm}(m_1,m_2) $$ trong đó $z_3$ là nghịch đảo của $M_1=\dfrac{m_1}{\gcd(m_1,m_2)}$ theo mô-đu-lô $M_2=\dfrac{m_2}{\gcd(m_1,m_2)}$

 

.

Chú ý 3 hệ phương trình sau đây (trong khung màu) có cách giải giống nhau.

 
Xét hệ phương trình $\left\lbrace\begin{array}{ll}
x \equiv 3& \text{mod}\ 18\\
x \equiv 9& \text{mod}\ 20\\
\end{array} \right. $
 

 
$\gcd(18,20)=2, \text{lcm}(18,20)=180$. Đặt $M_1=\dfrac{18}{\gcd(18,20)}=$ $9$, $M_2=\dfrac{20}{\gcd(18,20)}=$ $10$, $z_3=9$ (nghịch đảo của $9$ theo mô-đu-lô $10$).
 
$\left\lbrace\begin{array}{ll}x \equiv 3& \text{mod}\ 18\\
x \equiv 9& \text{mod}\ 20\end{array} \right. ⇔ x \equiv 3+18\times \dfrac{9-3}{2}\times 9\quad \text{mod}\ 180 ⇔ x \equiv 129\ \text{mod}\ 180 $.

 

 
Xét hệ $\left\lbrace\begin{array}{ll}
x \equiv 1& \text{mod}\ 26\\
x \equiv 129& \text{mod}\ 180
\end{array} \right. $
 

$\gcd(26,180)=2, \text{lcm}(26,180)=2340$. Đặt $M_1=\dfrac{26}{\gcd(26,180)}=$ $13$, $M_2=\dfrac{180}{\gcd(26,180)}=$ $90$, $z_3=7$ (nghịch đảo của $13$ theo mô-đu-lô $90$).
 
$\left\lbrace\begin{array}{ll}
x \equiv 1& \text{mod}\ 26\\
x \equiv 129& \text{mod}\ 180
\end{array} \right. ⇔ x \equiv 1+26\times \dfrac{129-1}{2} \times 7\quad \text{mod}\ 2340 ⇔ x \equiv 2289\ \text{mod}\ 2340 $.

 

 
Xét hệ $\left\lbrace\begin{array}{ll}
x \equiv 1401& \text{mod}\ 2024\\
x \equiv 2289& \text{mod}\ 2340
\end{array} \right. $
 
 

$\gcd(2024,2340)=4, \text{lcm}(2024,2340)=1184040$. Đặt $M_1=\dfrac{2024}{\gcd(2024,2340)}=$ $506$, $M_2=\dfrac{2340}{\gcd(2024,2340)}=$ $585$, $z_3=311$ (nghịch đảo của $506$ theo mô-đu-lô $585$).
 

Vậy $x=1401+2024\times \dfrac{2289-1401}{4}\times 311+1184040k\quad (k \in \mathbb{Z}) ⇔ x=25689+1184040k\quad (k \in \mathbb{Z})$.

 

 

Vì $x < 10^{12} ⇔ k < \dfrac{10^{12}-25689}{1184040}$ qbt1a

Vậy số $k$ lớn nhất thoả ycbt là $844566$.
 
Do đó số cần tìm $25689+1184040\times 844566=$ $999.999.952.329$
 
qbt1b

Chia sẻ

About TS. Nguyễn Thái Sơn

TS. Nguyễn Thái Sơn
Nguyên trưởng Khoa Toán-Tin học ĐHSP TP HCM (1999-2009). Nguyên Giám đốc- Tổng biên tập NXB ĐHSP TP HCM (2009-2011). Nguyên Tổng thư ký Hội Toán học TP HCM (2008-2013).