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Divisibilidad

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  • Divisibilidad

    [FONT=Verdana]Tranqui troncotroncas, que no me propongo exponer aquí la bella y utilísima teoría gaussiana de las congruencias numéricas. Sólo voy a recordar algunas de sus ideas básicas con vistas a la resolución del subsiguiente problema.

    Tomemos un número natural cualquiera, digamos el 4, y veamos los residuos que quedan cuando dividimos por ese número los sucesivos enteros:

    0 = 0*4 + 0
    1 = 0*4 + 1
    2 = 0*4 + 2
    3 = 0*4 + 3

    4 = 1*4 + 0
    5 = 1*4 + 1
    6 = 1*4 + 2
    7 = 1*4 + 3

    8 = 2*4 + 0
    9 = 2*4 + 1
    . . . . . . . . .

    Llama enseguida la atención la periodicidad limitada del proceso: el resto es siempre uno de los cuatro naturales 0, 1, 2, 3, los cuales se repiten una y otra vez hasta el infinito.

    Pues bien, decimos que a y b son congruentes módulo 4, y escribimos a = b mod 4, si dejan el mismo resto al ser divididos por 4. O sea que, por lo que hemos visto,

    1 = 5 = 9 = … = 25 = … mod 4,

    ya que todos esos infinitos números dejan el mismo resto 1 al ser divididos entre 4.

    En general, y dicho de otra forma, se dice que dos enteros a y b son congruentes módulo m, con m entero >1, si existe un entero p tal que a - b = p*m.

    Por ejemplo,

    5 y 9 son congruentes mod 4 porque 5 – 9 = -1*4

    3, 15, 27… son congruentes mod 12 porque 27 – 15 = 12, 27 – 3 = 24 = 2*12

    y así sucesivamente.

    Por otro lado, resulta sencillo probar que las congruencias con respecto a un mismo módulo pueden sumarse, restarse y multiplicarse. Es decir, que si

    a = b mod m y a’ = b’ mod m, entonces

    a + a’ = b + b’ mod m
    a – a’ = b – b’ mod m
    a*a’ = b*b’ mod m


    Problema

    Un número entero cualquiera es divisible entre 11 si la suma de sus dígitos con signos + y – alternados es múltiplo de 11.

    Así, 16577 y 4093826 son ambos divisibles entre 11 debido a que

    1 – 6 + 5 -7 + 7 = 0 y 4 – 0 + 9 - 3 + 8 – 2 + 6 = 22,

    y tanto 0 como 22 son divisibles entre, o múltiplos de, 11.

    Explíquese el porqué de esta regla aritmética y hállese la regla de la divisibilidad de un entero entre 7.
    [/FONT]

  • #2
    Divisibilidad: Solución

    [FONT=Verdana]En un entero cualquiera escrito en su forma decimal desarrollada[/FONT]

    [FONT=Verdana]N = a0 + a1*10 + a2*100 + a3**1000 + … + an*10^n,[/FONT]

    [FONT=Verdana]tenemos que, módulo 11,[/FONT]

    [FONT=Verdana]10 = -1 [/FONT]
    [FONT=Verdana]100 = (-1)*(-1) = 1 [/FONT]
    [FONT=Verdana]1000 = 10*100 = -1 [/FONT]
    [FONT=Verdana]. . . . . . . . . . . . . . .[/FONT]

    [FONT=Verdana]En consecuencia, ese número N deja el mismo resto al ser dividido entre 11 que[/FONT]

    [FONT=Verdana]P = a0 – a1 + a2 –a3 + …,[/FONT]

    [FONT=Verdana]ya que [/FONT]

    [FONT=Verdana]N - P = a1*(10 + 1) +a2*(100 – 1) + a3*(1000 + 1) + …,[/FONT]


    [FONT=Verdana]como se ve, es igual a 0 módulo 11, o sea, múltiplo de, o divisible entre, 11.
    [/FONT]
    [FONT=Verdana]
    [/FONT]
    [FONT=Verdana]Lo cual significa que N y P dan el mismo resto al ser divididos por un número cualquiera. De donde se deduce que: [/FONT]

    [FONT=Verdana]Un número cualquiera N es divisible entre 11 si y solo si la suma alternada de sus dígitos es divisible entre 11[/FONT][FONT=Verdana].QED.[/FONT]

    [FONT=Verdana]+++++++++++++++++++++++++++++++++++[/FONT]

    [FONT=Verdana]Y ahora os dejo para vosotros solos la segunda parte del problema, que sin duda resolveréis ya fácilmente y con la gorra. [/FONT]

    [FONT=Verdana](--A ver, ¿dónde habré puesto yo la puñetera gorra?)[/FONT]

    Comentario


    • #3
      Finis

      [FONT=Arial]No me puedo creer que nadie dé con la respuesta, así que supongo que el problema de hallar la regla de la división entre 7 resulta aburrido. Desde luego, muy útil no puede decirse que sea.


      [/FONT] [FONT=Arial][FONT=Verdana]Veamos. Tenemos que, módulo 7,[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]1 = 1[/FONT][/FONT]
      [FONT=Arial][FONT=Verdana]10 = 3[/FONT][/FONT]
      [FONT=Arial][FONT=Verdana]100 = 3*3 = 9 = 2[/FONT][/FONT]
      [FONT=Arial][FONT=Verdana]1000 = 3*2 = 6 = - 1[/FONT][/FONT]
      [FONT=Arial][FONT=Verdana]10000 = 3*6 = 18 = 4 = -3[/FONT][/FONT]
      [FONT=Arial][FONT=Verdana]100000 = 2*6 = 12 = 5 = -2[/FONT][/FONT]
      [FONT=Arial][FONT=Verdana]1000000 = 6*6 = 36 = 1[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]y, desde aquí, vuelta a empezar. O sea:[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]1, 3, 2, - 1, - 3, - 2, 1, 3, 2, …[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]De modo que, por el mismo razonamiento utilizado al hallar la divisibilidad entre 11, concluimos diciendo que:[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]Un número N cualquiera es divisible entre 7 si y solo si lo es el número[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]P = a0 + 3*a1 + 2*a2 - 1*a3 - 3*a4 – 2*a5 + …[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]Ejemplos.[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]a) 571206 no es divisible entre 7, debido a que[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]6 + 3*0 +2*2 – 1 - 3*7 – 2*5 = 6 + 4 – 1 – 21 – 10 = -22 [/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]b) 4419856 sí lo es en cambio, ya que[/FONT][/FONT]

      [FONT=Arial][FONT=Verdana]6 + 3*5 + 2*8 – 9 – 3*1 – 2*4 + 4 = 21[/FONT][/FONT][FONT=Arial]
      [/FONT]

      Comentario


      • #4
        Re: Finis

        Hola Lemu, no me había fijado en el hilo.
        El poder de las congruencias aún me deja maravillado, te permite saber inmediatamente que por ejemplo

        es siempre impar para todo .

        Escrito por Lemuel Ver mensaje
        [FONT=Arial]No me puedo creer que nadie dé con la respuesta, así que supongo que el problema de hallar la regla de la división entre 7 resulta aburrido. Desde luego, muy útil no puede decirse que sea.[/FONT]


        [FONT=Arial][FONT=Verdana]Veamos. Tenemos que, módulo 7,[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]1 = 1[/FONT][/FONT]
        [FONT=Arial][FONT=Verdana]10 = 3[/FONT][/FONT]
        [FONT=Arial][FONT=Verdana]100 = 3*3 = 9 = 2[/FONT][/FONT]
        [FONT=Arial][FONT=Verdana]1000 = 3*2 = 6 = - 1[/FONT][/FONT]
        [FONT=Arial][FONT=Verdana]10000 = 3*6 = 18 = 4 = -3[/FONT][/FONT]
        [FONT=Arial][FONT=Verdana]100000 = 2*6 = 12 = 5 = -2[/FONT][/FONT]
        [FONT=Arial][FONT=Verdana]1000000 = 6*6 = 36 = 1[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]y, desde aquí, vuelta a empezar. O sea:[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]1, 3, 2, - 1, - 3, - 2, 1, 3, 2, …[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]De modo que, por el mismo razonamiento utilizado al hallar la divisibilidad entre 11, concluimos diciendo que:[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]Un número N cualquiera es divisible entre 7 si y solo si lo es el número[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]P = a0 + 3*a1 + 2*a2 - 1*a3 - 3*a4 – 2*a5 + …[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]Ejemplos.[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]a) 571206 no es divisible entre 7, debido a que[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]6 + 3*0 +2*2 – 1 - 3*7 – 2*5 = 6 + 4 – 1 – 21 – 10 = -22 [/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]b) 4419856 sí lo es en cambio, ya que[/FONT][/FONT]

        [FONT=Arial][FONT=Verdana]6 + 3*5 + 2*8 – 9 – 3*1 – 2*4 + 4 = 21[/FONT][/FONT]
        sigpic

        Comentario


        • #5
          Par/impar

          Sería interesante que nos explicases cómo pruebas eso por medio de congruencias. En cuanto a mí, dada mi natural sencillez, se me ocurre que no es tan difícil resolverlo a la pata la llana. Veamos.

          [FONT=Verdana]Decir que [/FONT][FONT=Verdana]
          [/FONT]

          [FONT=Verdana]n^67 – 54n^23 + 7n^3 + 1 [/FONT][FONT=Verdana]
          [/FONT]

          [FONT=Verdana]será siempre impar para todo nequivale a decir que[/FONT]

          [FONT=Verdana]n^67 – 54n^23 + 7n^3 = n^3*(n^64 -54n^20 + 7) = [/FONT][FONT=Verdana]n^3*[n^20*(n^44 – 54) + 7] [*][/FONT]

          [FONT=Verdana]será siempre par. Lo cual es evidente, ya que, llamando P1 y P2 a los dos factores principales de [*], tenemos que:[/FONT]

          [FONT=Verdana]si n par --->[/FONT][FONT=Verdana] P1 par y P2 impar [/FONT][FONT=Wingdings]--->[/FONT][FONT=Verdana] P1*P2 = par*impar = par[/FONT]

          [FONT=Verdana]si n impar [/FONT][FONT=Wingdings]-->[/FONT][FONT=Verdana] P1 impar y P2 par ---> P1*P2 = par.[/FONT]

          Comentario


          • #6
            Re: Par/impar

            Es facil,

            si n es par, esto es n=0 mod 2

            mod 2, o sea impar

            si n es impar, esto es n=1 mod 2

            mod 2, o sea también impar.

            Quizá sea matar moscas a cañonazos , pero tener que factorizar el polinomio es muy pesado y no siempre te da resultado.

            Escrito por Lemuel Ver mensaje
            Sería interesante que nos explicases cómo pruebas eso por medio de congruencias. En cuanto a mí, dada mi natural sencillez, se me ocurre que no es tan difícil resolverlo a la pata la llana. Veamos.

            [FONT=Verdana]Decir que [/FONT]

            [FONT=Verdana]n^67 – 54n^23 + 7n^3 + 1 [/FONT]

            [FONT=Verdana]será siempre impar para todo nequivale a decir que[/FONT]

            [FONT=Verdana]n^67 – 54n^23 + 7n^3 = n^3*(n^64 -54n^20 + 7) = [/FONT][FONT=Verdana]n^3*[n^20*(n^44 – 54) + 7] [*][/FONT]

            [FONT=Verdana]será siempre par. Lo cual es evidente, ya que, llamando P1 y P2 a los dos factores principales de [*], tenemos que:[/FONT]

            [FONT=Verdana]si n par --->[/FONT][FONT=Verdana] P1 par y P2 impar [/FONT][FONT=Wingdings]--->[/FONT][FONT=Verdana] P1*P2 = par*impar = par[/FONT]

            [FONT=Verdana]si n impar [/FONT][FONT=Wingdings]-->[/FONT][FONT=Verdana] P1 impar y P2 par ---> P1*P2 = par.[/FONT]
            Última edición por Juanma1976; 07/10/2009, 20:16:36.
            sigpic

            Comentario


            • #7
              Perfecto y elegante

              [FONT=Verdana]Saludos, Juanma.

              Es admirable, en efecto, la sencillez que permite la aritmética modular o gaussiana.

              Lo que no entiendo, en cambio, es que te parezca[/FONT]
              [FONT=Verdana] muy pesada (?) [/FONT]la factorización

              [FONT=Verdana]n^67 – 54n^23 + 7n^3

              = n^3*(n^64 -54n^20 + 7)

              [/FONT]
              [FONT=Verdana]= n^3*[n^20*(n^44 – 54) + 7]


              [/FONT]

              Comentario


              • #8
                Re: Perfecto y elegante

                Es que soy muy pero que muy ... pero que muy vago


                Escrito por Lemuel Ver mensaje
                [FONT=Verdana]Saludos, Juanma.[/FONT]

                [FONT=Verdana]Es admirable, en efecto, la sencillez que permite la aritmética modular o gaussiana.[/FONT]

                [FONT=Verdana]Lo que no entiendo, en cambio, es que te parezca[/FONT][FONT=Verdana] muy pesada (?) [/FONT]la factorización

                [FONT=Verdana]n^67 – 54n^23 + 7n^3 [/FONT]

                [FONT=Verdana]= n^3*(n^64 -54n^20 + 7) [/FONT]

                [FONT=Verdana]= n^3*[n^20*(n^44 – 54) + 7][/FONT]

                sigpic

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