从模n的每个
剩余类中各取一个数,得到一个由n个数组成的集合,叫做模n的一个完全剩余系。完全剩余系常用于数论中存在性证明。
命 n 为一个自然数,a,b为整数。如果 为 n 的整数倍,则称 a,b 关于 n 同余,用同余式 (mod n) 记之。否则称a,b关于 n 不同余,记为 (mod n)。我们称 n 为同余式的
模(modulus)。同余式满足:
对称性(symmetry),即由 (mod n)可得 (mod n);
传递性(transitivity),即由 (mod n), (mod n)可得 (mod n)。
因此,可以利用同余关系将整数分类,凡同余的数属于一个类,于是异类中的数皆不同余。共得到整数的 n 个类。在每一个类中各取一个数作为代表所成的集合称为模 n 的一个完全剩余系。
取最小非负剩余为代表,则得完全剩余系 。剩余类的代表相加得一数属于另一类,这个类仅与相加两数所在的类有关,而与代表的选取无关。于是,可以定义剩余类间的加法,以 0 所在的类 O 为单位元,则剩余类的全体关于加法构成一个交换群。当然在剩余类之间可以定义乘法。但关于除法就不一定可能,例如 3·2 1·2(mod 4),2 2(mod 4),但 (mod 4)。
一个数除以4的余数只能是0,1,2,3,{0,1,2,3}和{4,5,-2,11}是模4的完全剩余系。可以看出0和4,1和5,2和-2,3和11模4同余,这4组数分别属于4个剩余类。