Esercizio teorema cinese dei resti

gundamrx91-votailprof
Sto provando a risolvere il seguente sistema di congruenze algebriche:

$\{(14x -= 10_(mod12)),(3x -= 2_(mod5)):}$

e dovrei calcolare l'inverso moltiplicativo di $14_mod12$ e di $3_mod5$, solo che per la prima non so come fare in quanto $(14,12)$ non sono coprimi e $12$ non e' primo. Vorrei "dividere" la prima equazione per $2$, solo che ho il dubbio che l'equazione risultante non sia equivalente all'originale...

Risposte
Gi81
La tua idea non è sbagliata. Basta ragionarci un attimo sopra per non fare errori.
$14x-=10_(mod12) => 14x-10=12*k$, $k in ZZ => 2(7x-5)=2*6*k => 7x-5=6k => 7x-=5_(mod6) => x-=5_(mod6)$

gundamrx91-votailprof
Si!!! $1_mod_6$ e' un inverso moltiplicativo di $7_mod_6$, quindi si puo' fare :-D

Grazie

gundamrx91-votailprof
Arrivo alla soluzione del sistema con $x-=29_(mod_30)$, mentre il libro reca la soluzione $x-=29_(mod_60)$. Avendo diviso per $2$ la prima equazione
ho provato a riportare in modulo 60 la mia equazione, e verrebbe $2x-=58_(mod_60)$, pero' ora ho il dubbio se devo moltiplicare per l'inverso di $2_mod_60$.... e mi perdo
qualcosa.

Gi81
La tua soluzione è $x in {...,-31,-1,29,59,89,...}$.
Quella del libro invece è $x in {...,-31,29,89,...}$.
Secondo me hai ragione tu e ha torto marcio il libro :-D
Ad esempio si vede velocemente che $x=-1$ è una particolare soluzione, e il libro non la contempla.
Ripeto: la soluzione corretta è la tua, ovvero $x-=29_(mod30)$, che si può anche scrivere come $x-=-1_(mod30)$

gundamrx91-votailprof
Ho capito.
Che dire, se non "meglio cosi'" :-D

Grazie

Gi81
Prego. Aggiungo una cosa:
$14x-=10_(mod12) => ... => x-=5_(mod6)$

Come avrai notato, ho "diviso per 2" sia il $14$, sia il $10$, sia il $12$.
Questo discorso si può facilmente generalizzare:
Consideriamo la seguente equazione congruenziale $ax-=b_(mod c)$
con $a,b,c in ZZ$ tali che $EE h in ZZ$, ($h !=0$) : $a=h*bar(a)$, $b=h*bar(b)$, $c=h*bar(c)$ (cioè sono tutti multipli di uno stesso numero $h$).
allora $ax-=b_(mod c)$ è equivalente a $bar(a)x-=bar(b)_(mod bar(c))$
A te la dimostrazione (basta seguire ciò che ho scritto io prima).
Penso che ti potrà essere utile per i prossimi esercizi :-D

gundamrx91-votailprof
Ok, provo a ragionarci e poi ti rispondo.

Rggb1
"Gi8":
Secondo me hai ragione tu e ha torto marcio il libro :-D

Appunto... curiosità: che libro?

gundamrx91-votailprof
Esercizi di Algebra, di Fontana/Gabelli, editore Aracne.

gundamrx91-votailprof
"Gi8":
Prego. Aggiungo una cosa:
$14x-=10_(mod12) => ... => x-=5_(mod6)$

Come avrai notato, ho "diviso per 2" sia il $14$, sia il $10$, sia il $12$.
Questo discorso si può facilmente generalizzare:
Consideriamo la seguente equazione congruenziale $ax-=b_(mod c)$
con $a,b,c in ZZ$ tali che $EE h in ZZ$, ($h !=0$) : $a=h*bar(a)$, $b=h*bar(b)$, $c=h*bar(c)$ (cioè sono tutti multipli di uno stesso numero $h$).
allora $ax-=b_(mod c)$ è equivalente a $bar(a)x-=bar(b)_(mod bar(c))$
A te la dimostrazione (basta seguire ciò che ho scritto io prima).
Penso che ti potrà essere utile per i prossimi esercizi :-D


Non riesco a formalizzare la dimostrazione... io pensavo al fatto che i termini della prima congruenza algebrica,
per definizione, appartengono alla stessa classe dei resti, stessa cosa per i termini dell'equazione
equivalente che apparterrano anch'essi ad una stessa classe dei resti, ma essendo quest'ultimi dei
sottomultipli della prima equazione, allora la classe dei resti dei secondi fa parte di un
sottoinsieme dell'insieme che contiene la prima classe dei resti.

Non so se mi sono spiegato..... :-D

Gi81
Guarda, è "molto" semplice. Ti stai perdendo in un bicchiere d'acqua. Come ti ho già detto, bastava seguire ciò che ti ho scritto prima:
"Gi8":
$14x-=10_(mod12) => 14x-10=12*k$, $k in ZZ => 2(7x-5)=2*6*k => 7x-5=6k => 7x-=5_(mod6)

In modo assolutamente analogo arrivi a dimostrare questo:
Consideriamo la seguente equazione congruenziale $ax-=b_(mod c)$
con $a,b,c in ZZ$ tali che $EE h in ZZ$, ($h !=0$) : $a=h*bar(a)$, $b=h*bar(b)$, $c=h*bar(c)$ (cioè sono tutti multipli di uno stesso numero $h$).
allora $ax-=b_(mod c)$ è equivalente a $bar(a)x-=bar(b)_(mod bar(c))$

Suggerimento: parti scrivendo $ax-=b_(mod c)=>...$ e vai avanti

gundamrx91-votailprof
All'inizio avevo pensato a questa dimostrazione:

$ax -= b_(mod_c)$ equivalente $bar(a)x -= bar(b)_(mod_bar(c))$
implica che per $a,b,c$ un divisore comune; posto $d=MCD(a,b,c)$ si ha che
$d|a ^^ d|b ^^ d|c$ da cui $a=a'd$, $b=b'd$ e $c=c'd$

$ax -= b_(mod_c)$ puo' essere scritta come $ax -kc = b$ e sostituendo si ha

$a'dx - kc'd = b'd$ e $d(a'x - kc') = d(b')$

che dovrebbe essere la nostra tesi.
Solo che poi ho pensato che dovrei dimostrare che $d=h$ o per lo meno che $d$ puo' essere
un multiplo di $h$, e quindi mi sono un po' arenato...

Gi81
Aspetta, forse non sono stato molto chiaro io. Ripeto:
Teorema:
Siano $a,b,c in ZZ$ tali che $a=h*bar(a)$, $b=h*bar(b)$, $c=h*bar(c)$, con $h in ZZ$ e $h !=0$.
Allora l'equazione conguenziale $ax-=b_(mod c)$ è equivalente all'equazione congruenziale $bar(a)x-=bar(b)_(mod bar(c))$

Metto in spoiler la dimostrazione

gundamrx91-votailprof
In effetti cosi' e' veramente banale la dimostrazione, mentre io pensavo (come ti ho indicato :D) a tutt'altra cosa.
A questo punto, il mio ragionamento puo' avere un senso?

Gi81
"GundamRX91":
A questo punto, il mio ragionamento puo' avere un senso?

Insomma, non molto :-D
Hai fatto dei passaggi contorti e poco chiari.
Un consiglio per il futuro: cerca sempre di essere il più semplice e preciso possibile. Buona continuazione :D

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