Niech liczby \(\displaystyle{ a}\) i \(\displaystyle{ b}\) będą takie, że \(\displaystyle{ (a, p^2) = p}\) oraz \(\displaystyle{ (b, p^3)= p^2}\) gdzie \(\displaystyle{ p}\) jest liczbą pierwszą.
Ile to jest \(\displaystyle{ (a^2b^2, p^4)}\) oraz \(\displaystyle{ (a^2+b^2, p^4)}\) ?
Ukryta treść:
Uwagi: \(\displaystyle{ (a, b)}\) to największy wspólny dzielnik \(\displaystyle{ a}\) i \(\displaystyle{ b}\).
Skoro \(\displaystyle{ \mathrm{NWD}(a,p^2)=p}\), to \(\displaystyle{ p\mid a}\), ale \(\displaystyle{ p^2\nmid a}\)
Skoro \(\displaystyle{ \mathrm{NWD}(b,p^3)=p^2}\), to \(\displaystyle{ p^2\mid b}\), ale \(\displaystyle{ p^3\nmid b}\)
Stąd \(\displaystyle{ p^2\mid a^2}\) i \(\displaystyle{ p^4\mid b^2}\), czyli \(\displaystyle{ p^6\mid a^2b^2}\), więc \(\displaystyle{ \mathrm{NWD}(a^2b^2,p^4)=p^4}\)
\(\displaystyle{ p^2\mid a^2+b^2}\), więc \(\displaystyle{ \mathrm{NWD}(a^2+b^2,p^4)=p^2}\)