Mathematische Grundlagen2
Beispiel:
Um die letzten Details des Treffens zu klären, telefonieren Alice und Bob. Es ist 12 Uhr mittags.
Alice sagt: „Wir treffen uns in 48 Stunden bei mir.“ Um wie viel Uhr treffen sich die beiden?
Jeder kann mir sofort im Kopf die Lösung ausrechnen. Selbst Mallory hat ermitteln können, dass sich die beiden genau zwei Tage darauf zur selben Uhrzeit wieder treffen.
Doch wieso ist es dann nicht 60 Uhr? Dies hängt damit zusammen, dass unsere Stundenzählung nach 24 Stunden wieder bei Null beginnt, mathematisch ausgedrückt, gibt es nur die Stunden im Intervall [0,23], also bei n= 24 h pro Tag nur im Intervall [0,n-1]. Doch wie erhalten wir nun das obige Ergebnis, wir teilen die Zahl 60 einfach so oft durch 24, bis wir einen ganzzahligen Rest erhalten, der in obigem Intervall liegt. Mathematisch bezeichnet man dieses Teilen als Modulo-Rechnung, doch eigentlich macht man dabei nichts anderes, wie wir, beim Berechnen der Uhrzeit ausgeführt haben. Die Modulo-Rechnung ist korrekt mathematisch wie folgt definiert:
Definition 2.0 Es seien 
und 
. a heißt kongruent b modulo n (in Zeichen 
oder a mod n = b mod n), wenn es ein 
gibt mit
Für unser Beispiel bedeutet dies:
a = 60, b =12
n = 24
Die Bedingung der Definition ist gleichwertig damit, dass n die Zahl (a-b) teilt (in Zeichen: n|(a-b))
Es zeigt sich, dass modulo n eine Äquivalenzrelation ist, also gilt:
1.Reflexivität: jede ganze Zahl a ist zu sich selbst kongruent modulo n (a ≡ a[mod n])
Beispiel: 60 ≡ 60 (mod 24) ; 60 mod 24 = 60 mod 24
2.Symmetrie: aus a ≡ b (mod n) folgt, dass auch b ≡ a (mod n)
Beispiel: 60 ≡ 12 (mod 24) gleich 12 ≡ 60 (mod 24)
3.Transitivität: aus a ≡ b (mod n) und b ≡ c (mod n) folgt, dass a ≡ c (mod n) gilt.
Beispiel: 60 ≡ 12 (mod 24) , 12 ≡ 36 (mod 24) => 60 ≡ 36 (mod 24)
Um den Beweis zu den Äquivalenzrelationen verstehen zu können, solltest du zunächst Definition 2.2 betrachten.
