Teoria liczb. Zajmuje się własnościami liczb, wszystkim całkowitych

Podobne dokumenty
Elementy teorii liczb. Matematyka dyskretna

Wybrane zagadnienia teorii liczb

Matematyka dyskretna

Teoria liczb. Magdalena Lemańska. Magdalena Lemańska,

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /14

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /15

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /15

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /14

Dr inż. Robert Wójcik, p. 313, C-3, tel Katedra Informatyki Technicznej (K-9) Wydział Elektroniki (W-4) Politechnika Wrocławska

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, C/10

1. Liczby wymierne. x dla x 0 (wartością bezwzględną liczby nieujemnej jest ta sama liczba)

Zadania do samodzielnego rozwiązania

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, lato 2012/13. W dniu 21 lutego 2013 r. omawiamy test kwalifikacyjny.

Podzielność liczb. Podzielność liczb

Wykład 1. Na początku zajmować się będziemy zbiorem liczb całkowitych

Przykładowe zadania z teorii liczb

I) Reszta z dzielenia

Jednoznaczność rozkładu na czynniki pierwsze I

ALGORYTMY MATEMATYCZNE Ćwiczenie 1 Na podstawie schematu blokowego pewnego algorytmu (rys 1), napisz listę kroków tego algorytmu:

Wstęp do programowania INP001213Wcl rok akademicki 2018/19 semestr zimowy. Wykład 5. Karol Tarnowski A-1 p.

2. Liczby pierwsze i złożone, jednoznaczność rozkładu na czynniki pierwsze, największy wspólny dzielnik, najmniejsza wspólna wielokrotność.

1. Wykład NWD, NWW i algorytm Euklidesa.

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2012/13

Podzielność, cechy podzielności, liczby pierwsze, największy wspólny dzielnik, najmniejsza wspólna wielokrotność.

Bukiety matematyczne dla gimnazjum

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, lato 2014/15

Wykład 4. Określimy teraz pewną ważną klasę pierścieni.

LICZBY PIERWSZE. 14 marzec Jeśli matematyka jest królową nauk, to królową matematyki jest teoria liczb. C.F.

Paweł Gładki. Algebra. pgladki/

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, 2019 Zadania 1-100

Podzielność, cechy podzielności, liczby pierwsze, największy wspólny dzielnik, najmniejsza wspólna wielokrotność.

Algebra Liniowa 2 (INF, TIN), MAP1152 Lista zadań

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2015/16

Treść wykładu. Pierścienie wielomianów. Dzielenie wielomianów i algorytm Euklidesa Pierścienie ilorazowe wielomianów

Matematyka Dyskretna Zestaw 2

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c = a

Bukiety matematyczne dla gimnazjum

Algorytmy i struktury danych. Wykład 4

Luty 2001 Algorytmy (8) 2000/2001

Matematyka dyskretna

Matematyka dyskretna

Twierdzenie o liczbach pierwszych i hipoteza Riemanna

WIELOMIANY I FUNKCJE WYMIERNE

Wersja testu A 25 września 2011

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2013/14. Czwartek 21 listopada zaczynamy od omówienia zadań z kolokwium nr 2.

XII Olimpiada Matematyczna Juniorów Zawody stopnia pierwszego część korespondencyjna (1 września 2016 r. 17 października 2016 r.)

Liczby całkowite. Zadania do pierwszych dwóch lekcji

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c,

Internetowe Kółko Matematyczne 2003/2004

1. Określenie pierścienia

Maciej Grzesiak. Wielomiany

MADE IN CHINA czyli SYSTEM RESZTOWY

LICZBY POWTÓRKA I (0, 2) 10 II (2, 5) 5 III 25 IV Liczba (0, 4) 5 jest równa liczbom A) I i III B) II i IV C) II i III D) I i II E) III i IV

Zestaw zadań dotyczących liczb całkowitych

Największy wspólny dzielnik Algorytm Euklidesa (także rozszerzony) WZAiP1: Chińskie twierdzenie o resztach

Indukcja matematyczna. Zasada minimum. Zastosowania.

Obozowa liga zadaniowa (seria I wskazówki)

2. Liczby pierwsze i złożone, jednoznaczność rozkładu na czynniki pierwsze, największy wspólny dzielnik, najmniejsza wspólna wielokrotność. (c.d.

Czy liczby pierwsze zdradzą swoje tajemnice? Czy liczby pierwsze zdradzą swoje tajemnice?

11. Liczby rzeczywiste

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, lato 2012/13. Czwartek 28 marca zaczynamy od omówienia zadań z kolokwium nr 1.

LXI Olimpiada Matematyczna

Sumy kwadratów kolejnych liczb naturalnych

Powtórzenie podstawowych zagadnień. związanych ze sprawnością rachunkową *

Algorytm Euklidesa. Największy wspólny dzielnik dla danych dwóch liczb całkowitych to największa liczba naturalna dzieląca każdą z nich bez reszty.

ZADANIE 1. Ważenie (14 pkt)

Algorytmy w teorii liczb

Paweł Gładki. Algebra. pgladki/

Bukiety matematyczne dla szkoły podstawowej

Rozwijanie uzdolnień matematycznych uczniów. semestr letni, 2018/2019 wykład nr 8

Liczby pierwsze. Kacper Żurek, uczeń w Gimnazjum nr 1 im. Jana Pawła II w Giżycku.

Obóz Naukowy Olimpiady Matematycznej Gimnazjalistów

Przypomnienie wiadomości dla trzecioklasisty C z y p a m i ę t a s z?

Algebra liniowa z geometrią analityczną

Obóz Naukowy Olimpiady Matematycznej Gimnazjalistów

WYKŁAD 3 (13 MARZEC 2014) LICZBY CAŁKOWITE I RZECZYWISTE. Bartosz Łakomy i Dariusz Dobiesz

6. Liczby wymierne i niewymierne. Niewymierność pierwiastków i logarytmów (c.d.).

KURS MATURA ROZSZERZONA część 1

LX Olimpiada Matematyczna

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2014/15

WHILE (wyrażenie) instrukcja;

WHILE (wyrażenie) instrukcja;

Klasówka 20 kwietnia 2018 treści zadań łatwiejszych

W. Guzicki Próbna matura, grudzień 2014 r. poziom rozszerzony 1

Ciała i wielomiany 1. przez 1, i nazywamy jedynką, zaś element odwrotny do a 0 względem działania oznaczamy przez a 1, i nazywamy odwrotnością a);

1. Liczby naturalne, podzielność, silnie, reszty z dzielenia

Kryptografia. z elementami kryptografii kwantowej. Ryszard Tanaś Wykład 6a

0.1 Sposȯb rozk ladu liczb na czynniki pierwsze

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

Arytmetyka. Działania na liczbach, potęga, pierwiastek, logarytm

Zegar ten przedstawia reszty z dzielenia przez 6. Obrazuje on jak kolejne liczby można przyporządkować do odpowiednich pokazanych na zegarze grup.

Treści zadań Obozu Naukowego OMG

Równania diofantyczne

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, lato 2010/11

W. Guzicki Zadanie IV z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1

Obóz Naukowy Olimpiady Matematycznej Gimnazjalistów

DZIAŁANIA NA UŁAMKACH DZIESIĘTNYCH.

Warmińsko-Mazurskie Zawody Matematyczne Eliminacje cykl styczniowy Poziom: szkoły ponadgimnazjalne, 10 punktów za każde zadanie

0.1 Pierścienie wielomianów

czyli tuzin zadań Wojciech Guzicki Sielpia, 22 października 2016 r.

Transkrypt:

Teoria liczb Zajmuje się własnościami liczb, przede wszystkim całkowitych Niepraktyczna? - kryptografia

Dzielenie liczb całkowitych z resztą Niech b>0, wtedy dla każdej liczby całkowitej a istnieją jednoznacznie wyznaczone: iloraz q i reszta r spełniające: a = bq+r 0 r<b Resztę r z dzielenia a przez b zapisujemy też jako: a mod b np. 13 mod 6 = 1 13 = 2*6+1 70 mod 8 = 6 70 = 8*8+6 135 mod 11 = 3 123456789 mod 2 = 1-3 mod 7 = 4

Własności b dzieli a (lub a jest podzielne przez b), co zapisujemy b a, jeśli istnieje q takie, że b=aq. W takim wypadku mówimy też, że b jest dzielnikiem a lub że a jest wielokrotnością b. Innymi słowy, jeśli b dzieli a to reszta z dzielenia a przez b równa jest 0 tzn.a mod b =0. Dla dowolnych a,b,c zachodzi: jeśli a b to a bc, jeśli a b i b c to a c, jeśli a b, a c to a (b+c).

Największy wspólny dzielnik Największy wspólny dzielnik liczb a i b (zapisywany przez NWD(a,b)), gdzie chociaż jedna z liczb a,b jest różna od 0, to największa liczba d taka, że d a i d b. 1 NWD(a,b) min(a,b). NWD(15,25) = 5 NWD(2,1024) = 2

Algorytm Euklidesa (Elementy ok. 300 p.n.e.) 1. Wczytaj liczby a,b>0. 2. Oblicz r jako resztę z dzielenia a przez b. 3. Zastąp a przez b, zaś b przez r. 4. Jeżeli b=0 to zwróć a w przeciwnym wypadku przejdź do (2). 1. a=65 b=91 65 = 91*0+65 2. a=91 b=65 91 = 1*65+26 3. a=65 b=26 65 = 2*26+13 4. a=26 b=13 26 = 2*13+0 5. a=13 b=0 Wynik: 13

Rozszerzenie algorytmu Euklidesa Szukamy liczb x,y Z, takich że: ax+by=nwd(a,b). Korzystamy z faktu, że: NWD(a,b) = r n = 1*a n -b n q n (a 0 =a, b 0 =b) b n = r n-1 = a n-1 -b n-1 q n-1 (a n =b n-1 ) NWD(a,b) = b n-1 -q n (a n-1 -b n-1 q n-1 ) = (q n q n-1 +1)b n-1 -q n a n-1 Np. 13 = 65-2*26 13 = 65-2*(91-1*65) = 65-2*91+2*65 = 3*65-2*91

Liczby pierwsze Każda liczba b>1 ma przynajmniej dwa dodatnie dzielniki: 1 oraz b. Liczba pierwsza to liczba naturalna p posiadająca dokładnie dwa różne dzielniki. W szczególności p>1. 2,3,5,7,11,13,17,19,23... Liczba złożona to liczba naturalna a, która nie jest pierwsza, a więc ma jakiś dodatni dzielnik różny od 1 i a.

Liczby względnie pierwsze Liczby względnie pierwsze to takie liczby a i b, dla których NWD(a,b)=1, co zapisujemy inaczej jako a b. 10 3 bo NWD(10,3)=1 12 3 bo NWD(12,3)=3 7 15 bo NWD(7,15)=1

Lemat Euklidesa Jeśli n ab i n a, to n b. Ponieważ NWD(a,n)=1, to istnieją x,y takie, że xa+yn=1. Mnożąc obie strony równości przez b otrzymujemy: xab+ynb=b. Z założenia wiemy, iż n dzieli lewą stronę powyższej równości. Musi zatem dzielić też prawą.

Rozkład na liczby pierwsze Każdą liczbę n>1 można przedstawić jako iloczyn liczb pierwszych. 84 = 2*2*3*7 Fundamentalne Twierdzenie Arytmetyki: każda liczba naturalna n>1 ma jednoznaczny (z dokładnością do kolejności liczb w iloczynie) rozkład na iloczyn liczb pierwszych. 61*67=4087 Dla a,b,c N jeśli a c, b c i a b, to ab c.

Rozkład na liczby pierwsze Mając dany rozkład liczb a i b możemy błyskawicznie policzyć NWD(a,b). Jeśli a,b>0, a= p 1 1 p2 2... k pk i b= p 1 1 p 2 2... p k k, gdzie i, i 0, to NWDa, b= p 1 min 1, 1 p 2 min 2, 2... p k min k, k

Najmniejsza wspólna wielokrotność Najmniejsza wspólna wielokrotność dwu liczb a,b>0 (oznaczana przez NWW(a,b)) to najmniejsza liczba dodatnia w taka, że a w i b w. Jeśli a,b>0, a= p 1 1 p2 2... k pk i b= p 1 1 p 2 2... p k k, gdzie i, i 0, to NWW a,b= p 1 max 1, 1 p 2 max 2, 2... p k max k, k

NWD(a,b)*NWW(a,b) = a*b NWW(a,b) = a*b/nwd(a,b)

Liczb pierwszych jest nieskończenie wiele. Dowód: rozważmy liczbę n=p 1 p 2...p k +1

Twierdzenie Dirichleta (1837) Dla dowolnych dwu dodatnich i względnie pierwszych liczb a,d istnieje nieskończenie wiele liczb postaci nd+a dla n>0. np. dla 4n+1: 1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,41... np. dla 4n+3: 3,7,11,15,19,23,27,31,35,39,43...

Twierdzenie Czebyszewa (1850) Dla dowolnego n>1 istnieje liczba pierwsza p taka, że n<p<2n. Paul Erdos udowodnił powyższe twierdzenie, a ponadto: dla dowolnej liczby naturalnej n>6, między liczbami n a 2n znajdują się co najmniej dwie liczby pierwsze co najmniej jedna postaci 4k + 1 oraz co najmniej jedna postaci 4k + 3.

Twierdzenie o liczbach pierwszych Sformułowane przez Adrien- Marie Legendre w 1796. Udowodnione niezależnie przez Hadamarda i de la Vallée Poussina w 1896. (n) ~ n/ln(n) gdzie (n) to wielkość zbioru liczb pierwszych niewiększych od n np. dla n=10000 (n) 10000/ 9, 21 np. dla n= 10 9 ( n) 10 9 / 20, 73

Sito Eratostenesa Wczytaj n. Wypisz listę wszystkich liczb naturalnych od 2 do n. Na początku wszystkie liczby są nieskreślone. Dopóki istnieje nieskreślona jeszcze liczba na naszej liście niewiększa od sqrt(n) powtarzaj: Weź pierwszą nieskreśloną liczbę p z listy i dodaj do zbioru znalezionych liczb pierwszych. Później skreśl liczbę p z listy i skreśl wszystkie wielokrotności liczby p, które są jeszcze na liście. Wszystkie pozostałe, nieskreślone liczby z listy dodaj do zbioru znalezionych liczb pierwszych.

Zadania domowe 1. Oblicz: 20 mod 2 = 0 20 mod 3 = 2 20 mod 7 = 6 2. Oblicz NWD, NWW oraz x,y: Które liczby są względnie pierwsze? NWD(84,133) = 7 = 8*84 5*133 NWD(221,169) = 13 = -3*221 + 4*169 NWD(97,41) = 1 = 11*97-26*41 3. Znajdź liczby pierwsze w przedziale <2,100> za pomocą sita Eratostenesa.