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Aufgabe:

Man möchte die Zahlen 1010 und 997 multiplizieren.

Dazu setzen wir \( m_{1}=99, m_{2}=100, m_{3}=101 . \) Es gilt \( 1010 \cdot 997 \equiv 20 \cdot 7 \equiv 41 \mod 99,1010 \cdot 997 \equiv 10 \cdot(-3) \equiv-30 \mod 100 \)
\( 1010 \cdot 997 \equiv 0 \cdot(-13)=0 \mod 101 \). Der chinesische Restsatz ergibt \( 1010 \cdot 997 \equiv 7070 \mod 999900 \). Also \( 1010 \cdot 997=7070+999900=1006970 \)

Dazu wird einfach erstmal

m1=99
m2=100
m3=101 festgelegt.

Ist das immer/bei jeder Multiplikation so?

Dann rechnet man
m1:1010⋅997.

Warum oder wie kommt man auf 20*7?

Dann m2: warum sieht die Rechnung hier ganz anders aus? Warum auf einmal 1010⋅997 mod 10+(−3) woher kommt das alles?

Genauso für m3... ich verstehe das Vorgehen einfach nicht.

Dann am Ende:

Woher weiß man, dass der chinesische Restsatz dann auf einmal 1010⋅997 kongruent 7070 mod 999900 gibt? Also woher kommen diese Zahlen denn überhaupt?

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Du rechnest modulo der gewählten Moduli. Welche \(m_i\) gewählt werden ist prinzipiell egal, Solange diese p.w. teilerfremd sind. Dann ist der nachfolgende Schritt nämlich einfacher.

\(m_1\): \( 1010 \equiv 20 \mod (99)\) da 1010 bei Division durch 99 den Rest 20 lässt. Außerdem \( 997\equiv 7 \mod(99)\). 997 lässt bei Division durch 99 den Rest 7.

Insgesamt also \( 1010\cdot 997\equiv 20\cdot 7 \equiv 140 \equiv 41\mod(99)\)

Für die anderen Zahlen gleich vorgehen. Man erhält dann das System von linearen Kongruenzen:

$$ 1010\cdot 997\equiv 41\mod(99)\\1010\cdot 997\equiv 10\cdot(-3)\equiv -30\mod(100)\\1010\cdot 997\equiv 0\cdot(-13)\equiv0\mod(101)$$

Die Lösungen sind dann eindeutig modulo \( M:= \operatorname{kgV}(m_1,m_2,m_3)=99\cdot100\cdot101=999900\).Die Lösungsmenge ist also von der Form \( x + 999900\mathbb{Z}\).

Das x bestimmt man jetzt so: Setze \( M_i := M/m_i\) und berechne mit dem erweiterten Euklidischen Algorithmus Darstellungen der Form \( r_i m_i + s_i M_i = 1 \) (das geht, da die \( m_i\) p.w. teilerfremd sind, insb sind auch \(m_i\) und \( M_i\) teilerfremd für alle i, also \(\operatorname{ggT}(m_i,M_i)=1\)). Nun setzt man \( e_i := s_i M_i \). Dann ist

$$ x = 41e_1 -30e_2 +0e_3 = -19990930\equiv 7070\mod(999900)$$

Alternativ kann man auch \( e_i = M_i^{\varphi(m_i)}\) verwenden.

---

Man kann jetzt abschätzen, dass \( 1\cdot999900\le 1010\cdot 997 \le 2\cdot 999900\). Also muss \(1010\cdot 997=7070+1\cdot 999900\) sein. Hieraus kann man eine weitere Bedingung für die \( m_i\) ableiten: Sie sollten neben der Teilerfremdheit auch so gewählt werden, dass das kgV also M groß genug ist. Sonst muss man das Produkt herkömmlich ausrechnen. Wählt man für ein \( m_i \) außerdem einen Faktor des Produkts (hier 101) spart man sich später die Berechnung von gewissen \(e_i\).


Das ganze sieht jetzt zwar ziemlich hässlich aus und man fragt sich was das bringt. Ich habe diese Technik meines Wissens aber schon in der algorithmischen Algebra gesehen. Mit diesem "chinese remaindering" wird (erfolgreich) versucht effiziente und speichersparende Algorithmen für Problemstellungen in den ganzen Zahlen zu entwicklen.

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"warum oder wie kommt man auf 20*7?"

(1010·997) mod 99≡(1010 mod 99)·(997 mod 99)≡(20·7) mod 99.

Kennst du die Regeln des modularen Kalküls?

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@Roland, wenn du die Zeit findest, würde ich es begrüßen, wenn du das etwas näher ausführen könntest, mich interessiert das Thema auch. (Finde die Frage toll!)

Suche unter "Restklassen Rechenregeln".

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