Máy tính Thuật toán Euclid Mở rộng
Tính GCD của hai số nguyên và tìm các hệ số Bézout bằng Thuật toán Euclid Mở rộng, với bảng từng bước, phép thế ngược và nghịch đảo modulo.
Trình chặn quảng cáo đang ngăn chúng tôi hiển thị quảng cáo
MiniWebtool miễn phí nhờ quảng cáo. Nếu công cụ này hữu ích, hãy ủng hộ bằng Premium (không quảng cáo + nhanh hơn) hoặc cho phép MiniWebtool.com rồi tải lại trang.
- Hoặc nâng cấp Premium (không quảng cáo)
- Cho phép quảng cáo cho MiniWebtool.com, rồi tải lại
Giới thiệu về Máy tính Thuật toán Euclid Mở rộng
Máy tính Thuật toán Euclid mở rộng tính Ước chung lớn nhất (GCD) của hai số nguyên và tìm các hệ số Bézout — các số nguyên s và t thỏa mãn gcd(a, b) = s·a + t·b. Ngoài việc tính GCD, công cụ này còn cung cấp bảng chia từng bước hoàn toàn tự động, thế ngược và tính nghịch đảo modulo, lý tưởng cho các khóa học lý thuyết số, nghiên cứu mật mã và lập trình thi đấu.
Thuật toán Euclid mở rộng là gì?
Thuật toán Euclid mở rộng (EEA) là một phần mở rộng của thuật toán Euclid tìm GCD cổ điển. Trong khi thuật toán cơ bản tìm gcd(a, b) bằng cách chia liên tiếp, phiên bản mở rộng đồng thời theo dõi hai dãy số nguyên ghi lại cách mỗi số dư có thể được biểu diễn dưới dạng tổ hợp tuyến tính của các đầu vào ban đầu.
trong đó s và t là các hệ số Bézout (số nguyên, có thể âm)
Cách thuật toán hoạt động
EEA duy trì ba cặp giá trị — (r, s, t) — qua mỗi bước chia:
- Khởi tạo: r₀ = |a|, r₁ = |b|, s₀ = 1, s₁ = 0, t₀ = 0, t₁ = 1
- Mỗi bước: tính thương số q = ⌊rₙ₋₁ / rₙ⌋, sau đó cập nhật rₙ₊₁ = rₙ₋₁ − q·rₙ, sₙ₊₁ = sₙ₋₁ − q·sₙ, tₙ₊₁ = tₙ₋₁ − q·tₙ
- Dừng lại khi số dư = 0; số dư trước đó là gcd(a, b)
- Các giá trị s và t tương ứng là các hệ số Bézout
Ví dụ từng bước: gcd(252, 105)
| Bước | Số bị chia | Số chia | Thương số | Số dư | s | t |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 252 | 105 | 2 | 42 | 1 | 0 |
| 2 | 105 | 42 | 2 | 21 | 0 | 1 |
| 3 | 42 | 21 | 2 | 0 | 1 | -2 |
Kết quả: gcd(252, 105) = 21, với đồng nhất thức Bézout: 21 = (1) × 252 + (−2) × 105. Hãy tự mình thử với máy tính ở trên để có các hệ số chính xác.
Ứng dụng của Thuật toán Euclid mở rộng
1. Nghịch đảo modulo (Mật mã học)
Ứng dụng quan trọng nhất là tính nghịch đảo modulo. Nếu gcd(a, m) = 1, thì hệ số Bézout s thỏa mãn:
Nghịch đảo modulo là thiết yếu trong mã hóa RSA (tính số mũ khóa bí mật d), trao đổi khóa Diffie-Hellman và mật mã đường cong elliptic.
2. Giải phương trình Diophantine tuyến tính
Phương trình ax + by = c có nghiệm nguyên khi và chỉ khi gcd(a, b) chia hết c. Nếu vậy, một nghiệm cụ thể là x₀ = s·(c/d), y₀ = t·(c/d) trong đó d = gcd(a, b) và s, t là các hệ số Bézout.
3. Định lý số dư Trung Hoa
EEA được sử dụng trong chứng minh kiến tạo và tính toán Định lý số dư Trung Hoa — tìm x sao cho x ≡ a₁ (mod m₁) và x ≡ a₂ (mod m₂) — bằng cách tính nghịch đảo modulo của các mô-đun.
4. Rút gọn phân số và LCD
gcd(a, b) = 1 xác nhận rằng a/b đã ở dạng tối giản. BCNN là lcm(a, b) = |a·b| / gcd(a, b).
Các hệ số Bézout không phải là duy nhất
Các hệ số Bézout s và t không phải là duy nhất. Nếu (s, t) là một nghiệm, thì (s + k·(b/d), t − k·(a/d)) cũng là một nghiệm cho bất kỳ số nguyên k nào, trong đó d = gcd(a, b). EEA trả về nghiệm mà |s| ≤ |b/d| và |t| ≤ |a/d|.
Độ phức tạp thời gian
Thuật toán Euclid mở rộng chạy trong O(log min(a, b)) lần lặp — tương tự như thuật toán Euclid cơ bản. Theo định lý Lamé, số bước không bao giờ vượt quá 5 lần số chữ số thập phân của số đầu vào nhỏ hơn. Điều này làm cho nó cực kỳ hiệu quả ngay cả đối với các số nguyên lớn được sử dụng trong các ứng dụng mật mã.
Câu hỏi thường gặp
Thuật toán Euclid mở rộng là gì?
Thuật toán Euclid mở rộng là bản mở rộng của thuật toán GCD của Euclid để tính thêm các hệ số Bézout s và t thỏa mãn gcd(a, b) = s·a + t·b. Nó theo dõi cách mỗi số dư có thể được biểu diễn dưới dạng tổ hợp tuyến tính của a và b trong suốt quá trình chia.
Hệ số Bézout là gì?
Hệ số Bézout là các số nguyên s và t được đảm bảo tồn tại bởi đồng nhất thức Bézout (một định lý trong lý thuyết số). Chúng thỏa mãn gcd(a, b) = s·a + t·b và được tính toán hiệu quả bởi Thuật toán Euclid mở rộng. Chúng được sử dụng trong tính nghịch đảo modulo, giải phương trình Diophantine và Định lý số dư Trung Hoa.
Làm thế nào để tìm nghịch đảo modulo bằng Thuật toán Euclid mở rộng?
Nếu gcd(a, b) = 1 (a và b nguyên tố cùng nhau), hệ số Bézout s thỏa mãn s·a ≡ 1 (mod b). Nghịch đảo modulo của a mod b là s mod b (được điều chỉnh để dương). Máy tính này hiển thị trực tiếp điều này trong kết quả.
Khi nào nghịch đảo modulo không tồn tại?
Nghịch đảo modulo của a theo mô-đun m tồn tại khi và chỉ khi gcd(a, m) = 1. Nếu gcd(a, m) > 1, không có số nguyên x nào thỏa mãn a·x ≡ 1 (mod m).
Độ phức tạp thời gian của Thuật toán Euclid mở rộng là bao nhiêu?
O(log min(a, b)) phép chia, tương tự như thuật toán Euclid cơ bản. Theo định lý Lamé, số bước bị giới hạn bởi 5 lần số chữ số thập phân của số đầu vào nhỏ hơn, giúp nó hoạt động rất hiệu quả.
Tài nguyên bổ sung
Tham khảo nội dung, trang hoặc công cụ này như sau:
"Máy tính Thuật toán Euclid Mở rộng" tại https://MiniWebtool.com/vi/máy-tính-thuật-toán-euclid-mở-rộng/ từ MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/
bởi đội ngũ miniwebtool. Cập nhật: 18/02/2026
Bạn cũng có thể thử AI Giải Toán GPT của chúng tôi để giải quyết các vấn đề toán học của bạn thông qua câu hỏi và trả lời bằng ngôn ngữ tự nhiên.
Các công cụ liên quan khác:
Phép toán toán học nâng cao:
- Máy Tính Antilog
- Máy tính hàm Beta
- Máy tính hệ số nhị thức
- Máy tính phân phối xác suất nhị thức
- Máy tính Bitwise
- Máy tính Định lý Giới hạn Trung tâm
- Máy tính kết hợp
- Máy tính hàm lỗi bổ sung
- Máy tính số phức
- Máy tính Entropy
- Máy tính chức năng lỗi
- Máy tính giảm dần theo cấp số nhân
- Máy tính tăng trưởng theo cấp số nhân
- Máy tính Tích phân Lũy thừa
- máy-tính-số-mũ-độ-chính-xác-cao Nổi bật
- Máy tính giai thừa Nổi bật
- Máy tính Hàm Gamma
- Máy tính tỷ lệ vàng
- Máy tính Nửa đời
- Máy tính phần trăm tăng trưởng
- Máy tính hoán vị
- Máy tính Phân phối Poisson
- Máy tính căn bậc của đa thức với các bước chi tiết
- Máy tính xác suất
- Máy tính phân bố xác suất
- Máy tính Tỷ lệ
- Máy tính công thức bậc hai
- Máy tính ký hiệu khoa học
- Máy tính tổng khối
- Máy tính tổng các số liên tiếp
- Máy tính Tổng Bình phương
- Công cụ tạo bảng chân trị Mới
- Máy tính lý thuyết tập hợp Mới
- Công cụ tạo Biểu đồ Venn (3 Tập hợp) Mới
- Máy tính Định lý Số dư Trung Quốc Mới
- Máy tính Hàm Phi Euler Mới
- Máy tính Thuật toán Euclid Mở rộng Mới
- Máy tính Nghịch đảo Nhân theo Mô-đun Mới
- Máy tính Phân số liên tục Mới
- Máy tính Đường đi Ngắn nhất Dijkstra Mới
- Máy tính Cây khung nhỏ nhất Mới
- Trình xác thực dãy bậc đồ thị Mới
- Máy tính Hoán vị lệch (Giai thừa phụ) Mới
- Máy tính số Stirling Mới
- Máy tính Nguyên lý Chuồng bồ câu Mới
- Máy tính Phân phối Dừng Chuỗi Markov Mới