Esercizio su funzione in Zn

saltimbanca
Ciao :)

Ho il seguente esercizio di tutorato che mi manda un po' in crisi:

Si consideri la funzione $f:Z_4→Z_(12)^xx$ definita ponendo $f([k])=[7]^k$

Per ognuna delle seguenti affermazioni scegliere se vera o falsa:
#È ben definita.
#È iniettiva.
#È suriettiva.
#Im(f) ha cardinalità 2.


Il problema è che già mi areno sulla buona definizione (così come sull'iniettività)

La buona def. richiederebbe di dimostrare che
$[k]=[h] -> [7]^k=[7]^k$, ossia che $k≡h mod4 -> 7^k≡7^k mod 12$ quindi $4|(k-h) -> 12|(7^k-7^h)$ e so che $4|12$, ma nonostante queste informazioni non capisco come fare a mostrarlo, inoltre a complicare le cose cerco negli invertibili di $ZZ_12$.

Per l'iniettività in fondo cerco la freccia opposta "<--" quindi devo mostrare $[k]=[h] <=> [7]^k=[7]^k$

Mi sono proprio incastrata. Cosa debbo fare?
grazie.

Risposte
hydro1
$[k]=[h]$ significa per definizione che $k=h+4m$ per qualche $m\in \mathbb Z$. Quindi dovresti mostrare che $7^h\equiv 7^{h+4m}\mod 12$. Sai proseguire da qui, usando le proprietà delle potenze?

saltimbanca
In effetti avevo provato anche quella "via" ma mi ero altresì arenata su: $12n=7^h(7^(4m)-1)$ e anche qui non mi venivano grandi idee furbe su come procedere pensandola inutile :-D. Poi mi mette anche ansia l'essere in $Z_(12)^xx$ quindi dovrei prendere solo le classi $[7]^k$ che siano invertibili, richiesta che non sto sfruttando nel discorso fatto.
Devo bloccarmi su una cavolata che proprio non mi viene in mente sul come legare le cose...

hydro1
beh direi che 7 è invertibile modulo 12 no?

Comunque, $7^{h+4m}=7^h\cdot 7^{4m}$. Sai calcolare $7^{4m}$ modulo 12?

saltimbanca
Sei stato troppo rapido, mi sono accorta che in effetti MCD(7,12)=1 sse invertibile. Mi era sfuggita la teoria di mente ma hai editato prima di me.

Comunque, 7h+4m=7h⋅74m. Sai calcolare 74m modulo 12


Sì certo sulle potenze ci ero arrivata :lol: credo il dubbio a questo punto fosse su quel calcolo che non mi veniva immediato e quindi l'avevo snobbato. Uhm

saltimbanca
Forse potrei usare il fatto che MCD(7,12)=1 e usando la phi di eulero:

$7^(φ(4))≡_(12)1$ quindi $(7^(φ(4)))^m≡_(12)1$ e ci siamo

********************

Resta ora da capire l'iniettività perché mi pare valga solo => e non <= come speravo inizialmente.

Devo quindi mostrare $[7]^k=[7]^h => [h]=[k]$

[EDIT]
nel frattempo ho provato a svolgere le restanti

- per quanto riguarda l'immagine ho verificato manualmente e trovo solo [2] e [7] riducendo i risultati modulo 12 quindi torna che abbia cardinalità 2.
- non è quindi iniettiva perché date due classi diverse in Z4 (es $[1]$ e $[3]$ trovo $f([3])=f([1])=[7]_(12)$)
- per la suriettività direi che essendo l'immagine [2] e [7] noto che prendendo la classe [5] che è invertibile in $ZZ_12$ non trovo mai un k=1,2,3,4 che mi restituisca tramite la funzione tale immagine, ergo non è suriettiva.
(non so se ci sia un modo più furbo di procedere, nel caso ascolto volentieri e imparo ^^)

Re-Re-grazie :D

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