10. Конгруенції 1-го степеня з одним невідомим у кільці цілих чисел.
Конгруенцією з одним невідомим за модулем m називається конгруенція виду
f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+ a0≡0(mod m)
числа ai є Z, i=0…n.
Якщо an не ділиться націло на m , то степінь n називається степенем конгруенції. Якщо an ділиться націло на m то конгруенція має степінь < n.
Розв’язком конгруенції з одним невідомим називається ціле число α при підстановці якого у дану конгруенцію одержимо вірну числову конгруенцію f(α)≡0(mod m)
Зрозуміло, що разом з α дану конгруенцію задовольняє будь-яке число β=α+mt, що належить тому ж класу лишків, що і α, тобто розв’язком даної конгруенції є цілий клас лишків . Знайти розв’язки даної конгруенції можна наприклад перебрати повну систему лишків по модулю n. Враховуючи, що в ній міститься m представників кожного класу, дана конгруенція матиме не більше ніж m розв’язків.
Дві конгруенції називаються рівносильними, якщо вони мають по модулю m одну й ту ж саму множину розв’язків. До операцій, які дозволяють перейти від даної конгруенції до рівносильної їй відносять: додавання до обох частин конгруенції многочлена з цілими коефіцієнтами, кратними модулю; множення (ділення) обох частин конгруенції на число взаємно просте з модулем; множення (ділення) обох частин конгруенції і модуля на натуральне число.
Означ. Лінійною конгруенцією з одним невідомим називають конгруенцію виду ax≡b(mod m), (1) a,b єZ
Дослідження лінійної конгруенції.
1. Якщо (a,m)=1, то конгруенція має єдиний розв’язок, який можна знайти за формулою x≡baφ(m)-1(mod m) (2)
Помножимо конгруенцію (1) на aφ(m)-1
Це можна зробити, бо (aφ(m)-1, m)=1
a aφ(m)-1x≡b aφ(m)-1 (mod m),
a aφ(m)x≡b aφ(m)-1 (mod m). Оскільки (a,m)=1, то за теоремою Ейлера будемо мати: , тому в останній конгруенції будемо мати:x≡baφ(m)-1(mod m). Покажемо, що конгруенції (1) та (2) рівносильні. Нехай β-розв’язок конгруенції (2), тобто β≡bаφ(m)(mod m). Помножимо обидві частини останньої конгруенції на а одержимо: аβ≡bаφ(m)(mod m), за теоремою Ейлера маємо
аβ≡b( mod m), отже β – розв’язок конгруенції (1). Нехай α – розв’язок конгруенції (1), тобто aα≡b(mod m) помноживши обидві частини на aφ(m)-1
одержимо α≡bаφ(m)-1(mod m) тобто α-є розв’язком конгруенції (2), а раз так то (1) і (2) рівносильні.
2. Нехай (a, m)=d≠1 i b не ділиться націло на d, то конгруенція розв’язку не має. Справді, перепишемо (1) у вигляді ax=b+mt, тоді оскільки ax÷d і b÷d, то mt÷d що є протиріччям.
3. Нехай (a, m)=d і b ÷ d, тоді конгруенція (1) має d розв’язків.
x≡x0(mod m)x≡x0+d1(mod m), d1=m/d
x≡x0+2m/d(mod m )
…………………….. (3)
x≡x0 +((d-1)m)/d(mod m)
де х0 – розв’язок конгруенції
(4)
Покажемо, що конгруенції (1) і (4) рівносильні. Нехай α – один з розв’язків конгруенції (1) тобто aα≡b(mod m). Поділимо обидві частини конгруенції і модуль на число d отримаємо , отже α – розв’язок (4).
Нехай тепер α – розв’язок конгруенції (4), тобто , помножимо обидві частини конгруенції та модуль на α :тобто α – розв’язок (1) і рівності (1) (4) рівносильні.
Розглянемо конгруенцію (4) оскільки у ній (,)=1, то (4) має один розв’язок, наприклад x0+(m/d)t
Розглянемо числа x0; x0+; x0+; … x0+, (5) де х0 – найменший невід’ємний лишок по модулю . Очевидно, що числа (5) є розв’язками конгруенції (4), а раз так, то і рівносильної їй конгруенції (1). Покажемо, що числа (5) належать різним класам лишків по модулю m, припустимо що це не так і
x0+≡ x0+ (mod m), k,tє[0,d-1]
(k-t)≡ 0 (mod m). Покажемо, щоєZ . Оскільки k,t≤d-1, то |k-t|≤d-1, (k-t)÷d ↔ k-t=0, k=t, отже вказані числа належать одному класу лишків по модулю m.
Yandex.RTB R-A-252273-3
- 1.Групи, підгрупи. Приклади. Найпростіші властивості груп.
- 2Кільця,підкільця.Прикла-ди.Найпростіші властивості кілець.
- 3.Критерії сумісності і визначеності си-ми лін. Р-нь.
- 4.Векторні простори над полем.Приклади.Лінійна залежність векторів. Базис і ранг с-ми векторів.
- 5. Прості і складені числа. Нескінчена множина всіх простих чисел. Основна теорема арифметики.
- 6. Подільність цілих чисел, ділення з остачею.
- 7. Найбільший спільний дільник двох чисел. Алгоритм Евкліда Найменше спільне кратне і його зв’язок з найбільшим спільним дільником.
- 8. Конгруентність цілих чисел.
- 9. Функція Ейлера та її властивості. Теорема про мультиплікативність функції Ейлера.
- 10. Конгруенції 1-го степеня з одним невідомим у кільці цілих чисел.
- 11. Многочлени над числовим полем. Найбільший спільний дільник двох многочленів. Алгоритм Евкліда.
- 12. Звідність многочленів над полем. Основна теорема подільності многочленів.
- 13. Многочлени над полем раціональних чисел. Цілі раціональні корені многочленів з цілими коефіцієнтами.
- 14. Многочлени над полем дійсних чисел.
- 15. Многочлени над полем комплексних чисел. Алгебраїчна замкненість поля комплексних чисел