逆元

1.什么是逆元

当求解公式：(a/b)%m 时，因b可能会过大，会出现爆精度的情况，所以需变除法为乘法：

设c是b的逆元，则有b*c≡1(mod m)；

则(a/b)%m = (a/b)*1%m = (a/b)*b*c%m = a*c(mod m);

即a/b的模等于a*b的逆元的模；

逆元就是这样应用的；

 

2.求逆元的方法

(1).费马小定理

在是素数的情况下，对任意整数都有。 
如果无法被整除，则有。 
可以在为素数的情况下求出一个数的逆元，，即为逆元。

题目中的数据范围1<=x<=10^9，p=1000000007，p是素数；

根据费马小定理：x^(p-1)≡1(mod p)  （不要问为什么，你可以把费马刨出来问问）

根据同余方程的性质：设a为x的逆元 则x*a≡1(mod p)

那么x*a≡x^(p-1)(mod p) 将a除过去（因为gcd(a,p)==1）

得到：a≡x^(p-2)(mod p)。

所以x肯定就无法被p整除啊，所以最后就得出x^(p-2)为x的逆元啦。

复杂度O(logn)；

(2) O(n)求逆元

 

inv[i] = ( MOD - MOD / i ) * inv[MOD%i] % MOD

证明：

设t = MOD / i , k = MOD % i

则有 t * i + k == 0 % MOD

有 -t * i == k % MOD

两边同时除以ik得到

-t * inv[k] == inv[i] % MOD

即

inv[i] == -MOD / i * inv[MOD%i]

即

inv[i] == ( MOD - MOD / i) * inv[MOD%i]

证毕

适用于MOD是质数的情况，能够O(n)时间求出1~n对模MOD的逆元