结构计数、概率与模运算
VectorPaint 模逆元回代卡:从除法链得到七乘十五余一
保留欧几里得余数与回代系数,分清模逆元、普通倒数及没有逆元的情形。
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模二十六下七的逆元不是把七写成分母,而是找整数乘七后余一。本课在 VectorPaint 画除法链和回代卡,推出负十一与十五属于同一模类,再乘回检验。欧几里得算法在这里用于找出整数系数,商、余数与回代符号要全程保留,不依赖内置符号计算。
先写乘回余一的目标
在外部笔记定义要找整数r,使七乘r与一相差二十六的整数倍,记作七r同余一模二十六。代表元可选零到二十五,但负整数也能代表同一模类。约1800×1500画布分除法链、回代、检验三栏,题名写乘法逆元,不只写倒数。若直接把一除七的小数贴上来,问题已变成实数倒数,不符合整数r条件。这里的模数二十六固定为正整数,不把它误当要除的结果;绘图工具只负责形状和文字排版,目标条件需人工保留。
除法链每行保留商和余数
按顺序写二十六等三乘七加五,七等一乘五加二,五等二乘二加一,二等二乘一加零。每行余数小于该行除数,零终止,最后非零余数一说明最大公因数为一。箭头只表示把除数与余数送下一行,不表示乘法因数树。若把五等二乘二加一写成五等二加二,算式不完整。原稿中数字、乘号、加号分清,避免缩小时三七看成三十七;当前尚未得到逆元,不能把最后余数一直接说成七的逆元是一。
从一开始逐层回代
先写一等五减二乘二,再用第二行的二等七减五替换,得到一等五减二乘括号七减五,即三乘五减二乘七。最后把五等二十六减三乘七代入,得一等三乘二十六减十一乘七。括号与负号不能省错,二乘七减五和二乘括号七减五不同。每次只替换一个余数,保留上一行便于追踪,不能把回代画成倒着读商三一二就拼出答案。此步骤找的是原始两数的整数系数,不需要VectorPaint提供代数化简。
负十一转成零到二十五代表元
把一等三乘二十六减十一乘七在模二十六下读,三乘二十六余零,所以七乘负十一同余一。负十一加二十六得十五,于是r可选十五;负十一不是错误,只是不在所选非负代表范围内。也可用四十一等十五加二十六表示同一模类,但本图主答案统一十五,另把其他代表元放注释。不能把负号直接擦掉变十一,因为七乘十一七十七除二十六余二十五而非一。归一化改的是代表写法,不改模数或原整数关系。
乘回检验一百零五的余数
七乘十五等一百零五,一百零五等四乘二十六加一,因此余一成立。普通等号只写在整数等式中,同余写在模关系中,不能写七乘十五等一。再核三乘二十六减十一乘七等七十八减七十七等一,两条独立算式互相支持。若要做候选对照,可算七乘十四九十八余二十、七乘十六一百一十二余八,它们都不是余一。候选表不是只看谁最接近一百零五;判断依据始终是模二十六的余数,不是屏幕图形长度接近。
没有互素条件时保留不存在
另用十三模二十六作反例,十三与二十六最大公因数十三,不是互素。任意整数乘十三,模二十六余数只可能零或十三,不可能一,所以十三没有此模下的乘法逆元。不能因为版面每题都想填一个答案,就写二或把模数改二十七。对七这个互素例,零到二十五范围内逆元代表唯一;其他如负十一、四十一是同一余数类,不是三个互不相同的模逆元。反例与主例分框保存,既说明算法成功条件,也承认某些任务合理结果就是不存在。
排查余数系数与同余符号
若答案变十一,回查最后回代负号;若得三,确认拿的是二十六的系数而不是七的系数。若余数出现二十六或更大,重新按零到二十五化简,不把商与余数交换。若图把回代顺序画乱,按每行替换的余数编号修,不同时重写全部数字。移动文本对象时保留等号和括号成组,防止一行被拆成另一等式。所有计算应可外部复算,颜色或箭头方向不证明数论关系,软件也不因画出除法链就自动给出正确系数或逆元存在性认证。
重开从目标走到检验再回反例
保存原生稿后导出PNG另开,先读七r同余一模二十六,再沿四行除法、三步回代找到负十一与十五,放大核一百零五余一。反例栏明确十三不存在,不与主例十五串位。若负号太小难认,调字号和间距,不删掉它。重开原生作品确认各栏可独立编辑,保留全部等式与代表范围。验收能解释系数从哪里来、负代表为何可用及何时无逆元,不是实数一除七、自动密码工具或实际安全性测试;换两数必须重算。
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资料核对:2026 年 11 月 15 日,依据 VectorPaint官方商店说明与 Apple公开版本查询,当前版本1.0.8,最低要求 iOS / iPadOS 17.0。本文用公开的形状、路径、节点、图层与文字能力手工绘图,数学条件、尺度和版面是原创练习安排,具体入口以安装版本为准。保留可编辑原稿,PNG用于预览,SVG或PDF若使用位图仍可含位图。外部复算与静态图不是应用新增自动证明、统计或求解功能;未声称已完成真机、实物或全部导出环境测试。
方法参考:西安大略大学模方程与逆元教材说明用欧几里得算法与贝祖关系求模逆元。本课七、二十六及所有卡片演算为原创;整数同余不是普通实数等号。