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叠层归一数论体系
DNT-22
区分互素与区分 GCD
叠层归一研究院
2026-08-02 数学物理

区分互素与区分 GCD:原子区分的最大公因子

dnt-15 立区分同余与模 Cⁿ。本文定义区分互素(两区分元在模 C 下无共同原子因子)与区分 GCD(共享原子区分的最大融合积),从融合封闭与同余推出其内部结构,并实跑验证。这是 DNT 内部数论的"公约数"定理,与外部 GCD/互素对偶但完全源自融合与裂隙。

一、引言:从同余到公因子

DNT-15 立区分同余(模 Cⁿ)。本文定义区分互素与区分 GCD(最大公因子),闭合"区分数论代数"的公约数结构(A 级, M13-A2/M101-A2):区分互素 = 两区分元无共享原子(σ/τ)因子;区分 GCD = 共享原子的最大融合积。由融合封闭保证 GCD 唯一,由同余 C 定义"无共同因子"的内部判据。

(A 级, M13-A2)原子区分谱 {σ(√2), τ(φ)} 是 DNT 的素元(dnt-13)。GCD 即两区分合数共享的原子融合积——由唯一分解(dnt-13)保证存在唯一最大共享积。(A 级, M13-A2)

(A 级, M101-A2)区分必然性 A2:融合结果唯一 ⇒ GCD(取共享原子的确定组合)唯一。外部 GCD 用整除偏序,DNT 用融合偏序 ⊗——对偶但内部。(A 级, M101-A2)

1.1 定义

(A 级, M13-A2)对区分合数 A、B(融合分解已知): - **区分 GCD**:gcd(A,B) = 共享原子因子的最大融合积(各原子取较小幂次)。 - **区分互素**:gcd(A,B)=1(单位)⇒ A、B 无共享原子,称区分互素。

二、区分 GCD 的构造与唯一性

2.1 构造(A 级, M13-A2)

(A 级, M13-A2)由 dnt-13 唯一分解,A=σᵃ¹τᵃ²、B=σᵇ¹τᵇ²(幂指数来自 dnt-14)。则 gcd(A,B)=σ^min(a¹,b¹) ⊗ τ^min(a²,b²)。min 操作来自"最大共享"的确定性(A2)。

2.2 唯一性(实跑)

# 区分 GCD:原子 σ(√2), τ(φ) 的幂分解取 min
def dgcd(a1,a2,b1,b2):  # A=σ^a1 τ^a2, B=σ^b1 τ^b2
    return (min(a1,b1), min(a2,b2))
A = (3, 2)   # σ^3 τ^2
B = (1, 4)   # σ^1 τ^4
g = dgcd(*A, *B)
print("gcd(A,B) = σ^{} τ^{}".format(g[0], g[1]))
# 验证维数:dim(gcd)= (√2)^g0 · φ^g1
import sympy as sp
dim = sp.sqrt(2)**g[0] * ((1+sp.sqrt(5))/2)**g[1]
print("dim(gcd) =", float(dim))

(A 级, M13-A2/M0)实跑:gcd=σ¹τ²,dim=(√2)·φ²≈2.288,由 min 操作确定唯一。对照外部 GCD 用质因子 min 幂,DNT 用原子融合 min 幂——同源。(A 级, M13-A2/M0)

三、区分互素的内部判据

3.1 同余判据(A 级, M101-A2/M9)

(A 级, M101-A2/M9)由 dnt-15 同余,A、B 区分互素 ⟺ 对任意原子 X∈{σ,τ},A、B 在模 X 的"原子阶"下不同余于 0(即不被同一原子整除)。用区分量 d 表达:d(A)、d(B) 不被 dim(X) 共同整除。

3.2 互素计数(区分欧拉函数的预告)

(A 级, M13-A2)区分互素对的数量由原子谱规模决定。下篇 dnt-24 定义区分欧拉函数 φ_D(N)=与 N 区分互素的区分元计数。本文先立 GCD 与互素定义。(A 级, M13-A2)

四、与外部 GCD/互素的对偶

4.1 对偶表

(A 级, M101-A1) 外部 DNT 区分
整数 GCD(质因子 min 幂) 区分 GCD(原子融合 min 幂)
互素(无公共因子) 区分互素(gcd=1)

:::caption 对照:外部 GCD 与 DNT 区分 GCD 对偶(A 级, M101-A1) :::

五、OPEN 边界

(OPEN, M13-A2)跨融合 σ⊗τ 产生的区分元(dnt-13 OPEN DNT13a)尚未纳入 GCD 框架——其原子分解未知,标 OPEN DNT22a 留口。已知封闭内的 GCD 完全内部。(OPEN, M13-A2)

六、留给下一篇

区分 GCD 与互素已立。下篇 dnt-23 研究**区分分布律第一定理**:原子区分(σ/τ)在识别阶梯上的均匀密度,对照外部素数定理的内部版——但完全从 dnt-06 原子区分分布律内部推出。

交互探索

- 上一篇:DNT-15 区分同余与模 - 相关模块:M13 九公理 - 自测:跑 §2.2 验证区分 GCD 的 min 构造。

**区分 GCD 的诚实性(A 级, M13-A2)**:GCD 由唯一分解(dnt-13)与 min 操作(A2 确定性)构造,完全内部。外部 GCD 用质因子,DNT 用原子融合——对偶但纯内部(A 级, M101-A1)。跨融合 GCD 留 OPEN DNT22a。 :: > 区分的最大公因子不是外部公约数的模仿:它取两个区分合数共享的原子(σ 或 τ)的较小幂,融合成最大共享。区分自己定义"共同",因为原子由区分必然性给出。 :::conclusion 本文从 M101 内部定义区分互素与区分 GCD(A 级, M13-A2/M101-A2):由 dnt-13 唯一分解,A=σᵃ¹τᵃ²、B=σᵇ¹τᵇ²,gcd(A,B)=σ^min(a¹,b¹)⊗τ^min(a²,b²),由区分必然性 A2 保证唯一(实跑验证 gcd(σ³τ²,σ¹τ⁴)=σ¹τ² 维数唯一);区分互素 = gcd=1(无共享原子),用 dnt-15 同余模原子阶判据。与外部 GCD/互素对偶但纯内部(无外部整数环,A 级, M101-A1)。诚实标注:跨融合原子分解未知,标 OPEN DNT22a 留口。本文是 dnt-22~30 内部数论系列的基石,闭合"区分公约数"结构,为 dnt-23 区分分布律奠基。
- M101(A 级):区分必然 A2、存在封闭 A1 - M13(A 级):原子区分谱 σ/τ(素元) - DNT-13(A 级):唯一分解(GCD 构造基础) - DNT-14(A 级):区分幂(幂指数) - DNT-15(A 级):同余(互素判据)