equazioni diofantee con le congruenze
Inviato: 30 mar 2008, 17:14
Credo che sia tutto giusto, in questo post descrivo un metodo per risolvere equazioni diofantee con le congruenze (idea venutami durante una noiosissima conferenza a scuola XD)
va bè...passiamo all'azione
sia data l'equazione diofantea
$ \displaystyle ax+by=c $
Ricordiamo un pò di condizioni di solubilità
ha soluzioni per $ \displaystyle c=k \cdot MCD(a,b) $
Pertanto sarà possibile mettere in evidenza $ \displaystyle MCD(a,b) $.
Fatti questi passaggi sarà possibile ricondurre ogni equazione diofantea ad una equazione del tipo
$ \displaystyle ax+by=1 $
sviluppando un pò di calcoli e messe in evidenza
$ \displaystyle y=\frac{1-ax}{b} $
Che si risolve con le congruenze facilmente ponendo
$ \displaystyle ax \equiv 1 \pmod{b} $
E di conseguenza si trova il valore di $ \displaystyle y $ che sarà necessariamente intero.
Ricapitolazione velocissima
data l'equazione diofantea
$ \displaystyle ax+by=c $
la si riconduce a
$ \displaystyle ax+by=1 $
si risolve la congruenza
$ \displaystyle ax \equiv 1 \pmod{b} $
poniamo $ \displaystyle z $ come soluzione della congruenza
tutte le soluzioni avranno la forma
$ \displaystyle z+nb;\frac{1-a(z+nb)}{b} $
Esempio veloce
sia data l'equazione
$ \displaystyle 21x+35y=14 $
dividiamo per $ \displaystyle 7 $
$ \displaystyle 3x+5y=2 $
allora risolviamo
$ \displaystyle 3x+5y=1 $
ricordandoci che dobbiamo moltiplicare il risultato per $ \displaystyle \displaystyle 2 $
risolviamo la congruenza
$ \displaystyle 3x \equiv 1 \pmod{5} $
$ \displaystyle x \equiv 2 \pmod{5} $
pertanto le soluzioni avranno la forma (ricordando quanto detto sopra)
$ \displaystyle (2+5n;-1-3n) $
ma ci ricordiamo che dobbiamo moltiplicare per $ \displaystyle \displaystyle 2 $
quindi l'equazione
$ \displaystyle 21x+35y=14 $
ha le soluzioni della forma
$ \displaystyle (4+10n;-2-6n) $
per qualsiasi $ \displaystyle \displaystyle n $ intero
Bè mi sembra un metodo veloce (paragonato a quello che usavo io)
magari non ho detto niente di utile ma mi sembrava una cosa interessante...
va bè...passiamo all'azione
sia data l'equazione diofantea
$ \displaystyle ax+by=c $
Ricordiamo un pò di condizioni di solubilità
ha soluzioni per $ \displaystyle c=k \cdot MCD(a,b) $
Pertanto sarà possibile mettere in evidenza $ \displaystyle MCD(a,b) $.
Fatti questi passaggi sarà possibile ricondurre ogni equazione diofantea ad una equazione del tipo
$ \displaystyle ax+by=1 $
sviluppando un pò di calcoli e messe in evidenza
$ \displaystyle y=\frac{1-ax}{b} $
Che si risolve con le congruenze facilmente ponendo
$ \displaystyle ax \equiv 1 \pmod{b} $
E di conseguenza si trova il valore di $ \displaystyle y $ che sarà necessariamente intero.
Ricapitolazione velocissima
data l'equazione diofantea
$ \displaystyle ax+by=c $
la si riconduce a
$ \displaystyle ax+by=1 $
si risolve la congruenza
$ \displaystyle ax \equiv 1 \pmod{b} $
poniamo $ \displaystyle z $ come soluzione della congruenza
tutte le soluzioni avranno la forma
$ \displaystyle z+nb;\frac{1-a(z+nb)}{b} $
Esempio veloce
sia data l'equazione
$ \displaystyle 21x+35y=14 $
dividiamo per $ \displaystyle 7 $
$ \displaystyle 3x+5y=2 $
allora risolviamo
$ \displaystyle 3x+5y=1 $
ricordandoci che dobbiamo moltiplicare il risultato per $ \displaystyle \displaystyle 2 $
risolviamo la congruenza
$ \displaystyle 3x \equiv 1 \pmod{5} $
$ \displaystyle x \equiv 2 \pmod{5} $
pertanto le soluzioni avranno la forma (ricordando quanto detto sopra)
$ \displaystyle (2+5n;-1-3n) $
ma ci ricordiamo che dobbiamo moltiplicare per $ \displaystyle \displaystyle 2 $
quindi l'equazione
$ \displaystyle 21x+35y=14 $
ha le soluzioni della forma
$ \displaystyle (4+10n;-2-6n) $
per qualsiasi $ \displaystyle \displaystyle n $ intero
Bè mi sembra un metodo veloce (paragonato a quello che usavo io)
magari non ho detto niente di utile ma mi sembrava una cosa interessante...