Introduction
Modular arithmetic बड़े numbers के remainders को आसानी से निकालने में मदद करता है। पूरा division करने की बजाय हम सिर्फ यह देखते हैं कि कोई number किसी divisor से divide होने पर कौन-सा remainder छोड़ता है। यह idea कई aptitude problems में दिखता है-remainder, last-digit और cyclicity questions में खासकर।
Pattern: Remainder & Modular Arithmetic (Basic)
Pattern
मुख्य concept: a ≡ b (mod m) का मतलब है कि a और b को m से divide करने पर वही remainder मिलता है।
- Definition: a ≡ b (mod m) ⇔ m, (a - b) को divide करता है।
- Addition & Subtraction: (a ± b) mod m = [(a mod m) ± (b mod m)] mod m.
- Multiplication: (a × b) mod m = [(a mod m) × (b mod m)] mod m.
- Power rule: ak mod m को हर multiplication के बाद reduce करें ताकि बड़े numbers न बनें।
- Cycles: Powers की remainders अक्सर repeat होते हैं-large exponents simplify करने में helpful।
- Negative remainders: Negative remainder आए तो divisor m add करते जाएँ जब तक remainder positive न हो जाए।
Step-by-Step Example
Question
7100 को 13 से divide करने पर remainder क्या होगा?
Solution
-
Step 1: Target समझें
हमें 7100 mod 13 निकालना है-यानी division का remainder। -
Step 2: 7 के powers mod 13 में देखें
7¹ ≡ 7 (mod 13)
7² = 49 → remainder 10 → 7² ≡ 10
7³ = 10×7 = 70 → remainder 5 → 7³ ≡ 5
7⁴ = 5×7 = 35 → remainder 9 → 7⁴ ≡ 9 -
Step 3: Cycle पहचानें
Powers continue करने पर 7¹² ≡ 1 (mod 13). इसलिए powers हर 12 steps में repeat होते हैं। -
Step 4: Exponent को cycle से simplify करें
100 ÷ 12 → remainder 4 → यानी 7¹⁰⁰ ≡ 7⁴ (mod 13) -
Step 5: पहले मिले result का उपयोग करें
7⁴ ≡ 9 (mod 13) -
Final Answer:
Remainder = 9 -
Quick Check:
7¹⁰⁰ = (7¹²)⁸ × 7⁴ → 1⁸ × 7⁴ → remainder 9. ✅
Quick Variations
1. Cycles का उपयोग करके बड़े powers के remainders निकालें (जैसे 2100 mod 5).
2. Negative numbers handle करें: -3 mod 5 = 2.
3. Equations a·x ≡ b (mod m) को small values try करके या modular inverses से solve करें।
Trick to Always Use
- Step 1: Numbers को जितना जल्दी हो सके mod m से reduce करें।
- Step 2: Large powers में cycles ढूँढें-काफी time बचता है।
- Step 3: Simple equations में small values try करें या inverse ढूँढें।
- Step 4: Negative remainder मिले तो m add करके positive remainder बनाएं।
Summary
Summary
- Modular arithmetic remainder problems को fast और simple बनाता है।
- Addition, subtraction, multiplication और powers को mod m के अनुसार reduce करें।
- a ≡ b (mod m) का मतलब दोनों numbers का remainder same है।
- Large exponents के लिए cycles और negative remainders के लिए positive conversion याद रखें।
Example:
7¹² ≡ 1 (mod 13), इसलिए 7¹⁰⁰ ≡ 7⁴ ≡ 9 (mod 13).
