2.4 The Euclidean Algorithm

2.4.1 The Euclidean Algorithm (ab<0)(a \le b < 0)

유클리드 호제법 계산 과정 1

유클리드 호제법 계산 과정 2

Lemma (will be proved)

a=qb+rgcd(a,b)=gcd(b,r)a =qb + r \Rightarrow gcd(a,b) = gcd(b,r)

Proof of gcd(a,b)=rngcd(a,b) = r_{n}

유클리드 호제법 최대공약수 증명

pf

유클리드 호제법 정리의 증명

example

숫자가 클수록 모든 positive divisor을 구하기는 어렵다

유클리드 호제법 계산 예제

정리

  • prove the Euclidean Algorithm
  • We can compute the gcd(a,b) using Euclidean Algorithm (even for large a and b)

2.4.2 Find x,yZ with ax+by=gcd(a,b)x,y \in \mathbb{Z} \text{ with } ax+by=gcd(a,b)

유클리드 호제법의 응용

확장 유클리드 호제법 계산 과정 1

확장 유클리드 호제법 계산 과정 2

답중의 하나를 위의 방법으로 구할 수 있다.

Theorem 2.7

확장 유클리드 호제법 정리 2.7

Euclidean Algorithm 이용해서 증명함

정리

  • We can find x,yZ s.t. ax+by=gcd(a,b) x,y \in \mathbb{Z} \text{ s.t. } ax+by=gcd(a,b) using the Euclidean Algorithm

2.4.3 The Least Common Multiple

Definition 2.4

Given a,bZ(a0 or b0)a,b \in \mathbb{Z} \left( a \neq 0 \text{ or } b \neq 0 \right), the least common multiple of a and b\text{a and b} is the positive integer m satisfying

(a) ama \mid m and bmb \mid m (common multiple)
(b) aca \mid c and bcmcb \mid c \Rightarrow m \le c (least)

In this case, we write m=lcm(a,bm = lcm(a,b)

Theorem 2.8

gcd(a,b)lcm(a,b)=ab gcd(a,b) lcm(a,b) = ab

Corollary 2.8

For any a,bN,lcm(a,b)=abgcd(a,b)=1a,b \in \mathbb{N}, lcm(a,b)=ab \Longleftrightarrow gcd(a,b) = 1

Proof of Theorem 2.8

정리

  • We can write the definition of lcm(a,b)lcm(a,b)
  • We can prove the relation between gcd(a,b) and lcm(a,b)gcd(a,b) \text{ and } lcm(a,b)
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