# 第 354 題：模反元素

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P1000-0354 · q-20261014-advance-20261103-r07-modular-inverse-0029



## 原題與已知條件

整數a與模數n大於等於2的exact Euclidean arithmetic。操作=modinv-extended-euclid；資料={"a":7,"n":30}。請依 [a,n,gcd,x,y,bezout_value,classification] 欄序回答。


- G001 — 整數a與模數n大於等於2的exact Euclidean arithmetic。操作=modinv-extended-euclid；資料={"a":7,"n":30}。請依 [a,n,gcd,x,y,bezout_value,classification] 欄序回答。





## 定義與適用範圍

在 |a| 與 n 上執行擴展歐幾里得並還原 a 的符號；係數只是 Bezout 證書，不唯一。


- [mko-modular-inverse](https://ocme.evemisslab.com/zh-Hant/mko/mko-modular-inverse/)





## 逐步推導

S001 · implies操作前

a=7; n=30≥2

操作後

compute gcd and a Bezout certificate before inversion

條件：無

逆元存在性需要互質；先保留模數條件。

步驟識別與依賴規則：modular_domain · 依賴：G001





S002 · implies操作前

divide 7 by 30

操作後

7=0·30+7

條件：無

下一步改用除數與餘數，非零餘數嚴格下降。

步驟識別與依賴規則：euclidean_division · 依賴：G001, S001





S003 · implies操作前

divide 30 by 7

操作後

30=4·7+2

條件：無

下一步改用除數與餘數，非零餘數嚴格下降。

步驟識別與依賴規則：euclidean_division · 依賴：G001, S002





S004 · implies操作前

divide 7 by 2

操作後

7=3·2+1

條件：無

下一步改用除數與餘數，非零餘數嚴格下降。

步驟識別與依賴規則：euclidean_division · 依賴：G001, S003





S005 · implies操作前

divide 2 by 1

操作後

2=2·1+0

條件：無

下一步改用除數與餘數，非零餘數嚴格下降。

步驟識別與依賴規則：euclidean_division · 依賴：G001, S004





S006 · calculation操作前

a·x := mul(7, 13)

操作後

a·x = 91

條件：無

乘回原本帶符號的 a。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S005





S007 · calculation操作前

n·y := mul(30, -3)

操作後

n·y = -90

條件：無

同時保留模數係數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S006





S008 · calculation操作前

Bezout value := sum(91, -90)

操作後

Bezout value = 1

條件：無

兩項相加應等於最後非零餘數 gcd。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S007





S009 · implies操作前

7·(13)+30·(-3)=1

操作後

inverse representative=13; 7·13≡1 (mod 30)

條件：無

模 n 下模數項消失，a 的係數就是逆元類，再正規化到[0,n)。

步驟識別與依賴規則：reduce_bezout · 依賴：G001, S008









## 逐步反向核對


- S009 · premise_and_result_audit — 核對整數等式、餘數範圍與 gcd 條件，不把同餘當整數相等。
- S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Bezout value，不以小數近似替代。
- S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 n·y，不以小數近似替代。
- S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 a·x，不以小數近似替代。
- S005 · premise_and_result_audit — 核對整數等式、餘數範圍與 gcd 條件，不把同餘當整數相等。
- S004 · premise_and_result_audit — 核對整數等式、餘數範圍與 gcd 條件，不把同餘當整數相等。
- S003 · premise_and_result_audit — 核對整數等式、餘數範圍與 gcd 條件，不把同餘當整數相等。
- S002 · premise_and_result_audit — 核對整數等式、餘數範圍與 gcd 條件，不把同餘當整數相等。
- S001 · premise_and_result_audit — 核對整數等式、餘數範圍與 gcd 條件，不把同餘當整數相等。





## 結論

(7, 30, 1, 13, -3, 1, Bezout_equals_one)

上述完整代值與條件核對得到原題答案；欄位次序及真假標記保持原始合約。





## 本題覆核與來源綁定

覆核日期：2026-10-26

原題、答案、步驟表達式、數值 AST 與既有歷史保持原樣；原來的候選狀態屬於來源歷史，不覆寫為形式化證明。

來源雜湊與覆核憑證
- input commit: 0f7be61e2c22317a4075561dc822c87d881a50db
- original question SHA-256: 6d72c6e0e2026d85f9ea18e9c4bce8c3c41e55b9b6bdc681adef65260ca19cdb
- candidate record SHA-256: 6287d20e92389ad35934b362e474ea11d4025621e9693fa6238c096e8d5754cd
- semantic review receipt SHA-256: 6c2c6d46aded7582a11ac41a8c0b3bdde2669a53bdb6e796eea2039994a02772
- question-first witness SHA-256: 77e43898df9efdbf8094ad81fe4ab91cf4b4bd82f481eb9b4699b73cb4da612b
- Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED

[同源完整 JSON](https://ocme.evemisslab.com/data/question-derivations/questions/q-20261014-advance-20261103-r07-modular-inverse-0029.json)




