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Aufgabe:

Für das folgende System von Kongruenzen soll algorithmisch eine Lösung ermittelt werden:

x ≡ 8 mod 15

x ≡ 11 mod 13

x ≡ -2 mod 7


Problem/Ansatz:

Mein Problem ist eine Teilaufgabe dieses Problems, also sende ich hier erstmal rein was ich bis jetzt habe.

Die drei Moduli n_1=15 n_2=13 und n_3=7 sind paarweise teilerfremd. Nach dem Chinesischen Restsatz ist das Kongruenzsystem lösbar und die Lösung ist eindeutig modulo einer bestimmten Zahl n. Wie lautet n?

Einfach die Zahlen multiplizieren: n = 1365

Zu jedem der drei Moduli n_i wird eine dazu komplementäre Zahl n′i
betrachtet. Tragen Sie diese Zahlen ein.

Das wird berechnet durch n'1 = \( \frac{n}{n_1} \) usw. also:

n′_1 : 91

n′_2 : 105

n′_3: 195

Jetzt kommt die Frage bei der ich nicht weiterkomme:

Grundlegend für die Konstruktion von Lösungen zu Kongruenzsystemen obiger Bauart ist die Bestimmung von ganzen Zahlen z_i, für die gilt:

z_i ≡ 1 mod n_i und 0 mod n_j (für j≠i)

Dabei soll z_1, z_2 und z_3 bestimmt werden.


Ich stehe auf dem Schlauch, was soll hier gemacht werden?

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x ≡ 8 mod 15 → x = 8 + 15a

x ≡ 11 mod 13 --> x = 11 + 13b

8 + 15a = 11 + 13b --> 15a - 13b = 3 --> a = 8 + 13c ; b = 9 + 15c

Nun gilt also

x = 8 + 15(8 + 13c) = 195c + 128

x ≡ -2 mod 7 → x = -2 + 7d

195c + 128 = -2 + 7d --> 195c - 7d = -130 --> c = 4 + 7e ; d = 130 + 195e

Daher gilt

x = 195(4 + 7e) + 128 --> 1365e + 908


Gleichungen der Form 15a - 13b = 3 löst du mit dem erweiterten Euklidischen Algorithmus.

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Oder so

x ∈ ℕ mit
x ≡ 8 mod 15
x ≡ 11 mod 13
x ≡ -2 mod 7

M = 15·13·7 = 1365
M1 = 1365/15 = 91
M2 = 1365/13 = 105
M3 = 1365/7 = 195

15a + 91b = 1 → 15(-6) + 91(1) = 1 → e1 = 91
13a + 105b = 1 → 13(-8) + 105(1) = 1 → e2 = 105
7a + 195b = 1 → 7(28) + 195(-1) = 1 → e3 = -195

x = 8·(91) + 11·(105) - 2·(-195) = 2273 ≡ 908 mod 1365

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