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수학

유클리드 호제법 증명

by 지혜 명상 2023. 11. 2.

 

 

1. 정리 :

 

a, b (a>b, ab는 양의 정수)의 최대공약수가 G라고 한다면,

 

bab로 나눈 나머지 r(0 <= r <b) 역시 최대공약수를 G로 가진다.

 

 

 

2. 증명 :

 

ab의 최대공약수를 G라 한다면, a = mG, b=nG 이고, m, n은 서로소(1을 제외한 공약수 없음)인 양의 정수이다.

 

ab로 나눈 나머지를 r이라고 할 때 a = bq + r 이 성립하는 유일한 정수 q가 존재한다.

 

위 식 a = bq + r a = mG, b=nG를 각각 대입하면 mG = nGq + r이고, r= G(m-nq)이다.

 

b=nG 이므로 br의 최대공약수가 G가 되려면 nm-nq가 서로소가 되어야 한다.

 

 

아래 내용을 이해하기 위해서는 귀류법을 알아야 합니다.

(* 귀류법 : 부정하려는 명제가 맞다고 가정했을 때 생기는 모순을 통해 그 명제를 부정하는 방법)

 

 

만약 nm-nq에 공약수가 존재한다고 가정하면

 

n= Lk, m-nq = Lk’(k, k’는 서로소인 양의 정수)로 표현할 수 있게 된다.

 

이 때 n = Lk 이고 m = nq + Lk’ = Lkq + Lk’ = L(kq + k’)이므로

 

이는 nm이 서로소라는 가정에 모순되게 된다.

 

 

따라서 앞에서 nm-nq에 공약수가 존재한다는 가정이 부정되게 되므로,

 

nm-nq는 서로소이고

 

따라서 br의 최대공약수는 G가 된다.

 

 

 

(증명 끝)

 

 

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