Dowód własności NWD

Podzielność. Reszty z dzielenia. Kongruencje. Systemy pozycyjne. Równania diofantyczne. Liczby pierwsze i względnie pierwsze. NWW i NWD.
Awatar użytkownika
Kermit96
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 96
Rejestracja: 30 lis 2016, o 19:05
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 8 razy
Pomógł: 1 raz

Dowód własności NWD

Post autor: Kermit96 »

Witam wszystkich!

Męczę się z dowodem równości \(\displaystyle{ nwd(a,b) = nwd(a, b-a)}\) jeśli \(\displaystyle{ b > a}\).

Jak na razie mam to:

Weźmy dwie liczby \(\displaystyle{ a, b \in \mathbb{N}}\) takie, że \(\displaystyle{ a > 0}\) oraz \(\displaystyle{ b > 0}\).
Załóżmy, że \(\displaystyle{ nwd(a, b) = g}\) to znaczy, że \(\displaystyle{ g \vert a}\) oraz \(\displaystyle{ g \vert b}\).

Lemat 1.
Jeśli \(\displaystyle{ g}\) jest dzielnikiem \(\displaystyle{ a}\) i \(\displaystyle{ b}\) to jest również dzielnikiem ich kombinacji liniowej (\(\displaystyle{ xa + yb}\)).
Dowód:    
Na mocy lematu 1 \(\displaystyle{ g \vert (b - a)}\).

W tym momencie utknąłem i niestety nie wiem jak poprowadzić dowód dalej. Proszę o sugestie.
PoweredDragon
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 817
Rejestracja: 19 lis 2016, o 23:48
Płeć: Mężczyzna
wiek: 21
Lokalizacja: Polska
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 115 razy

Dowód własności NWD

Post autor: PoweredDragon »

Jeśli \(\displaystyle{ nwd(a,b)=g}\), to oznacza, że:

\(\displaystyle{ a = gx}\)
\(\displaystyle{ b = gy}\)

\(\displaystyle{ nwd(x,y) = 1}\)
Z założenia \(\displaystyle{ y>x}\)
\(\displaystyle{ b-a=g(y-x)}\), przy czym \(\displaystyle{ y-x}\) nie dzieli \(\displaystyle{ x}\), więc jeśli \(\displaystyle{ g(y-x)}\) ma wspólny dzielnik z \(\displaystyle{ a}\), to jest nim najwyżej \(\displaystyle{ g}\), c. k. d.
Awatar użytkownika
Kermit96
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 96
Rejestracja: 30 lis 2016, o 19:05
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 8 razy
Pomógł: 1 raz

Dowód własności NWD

Post autor: Kermit96 »

Nie rozumiem skąd i dlaczego bierzesz \(\displaystyle{ nwd(x,y) = 1}\).

Czy w przypadku mojego dowodu nie wystarczy założyć, że \(\displaystyle{ nwd(a, b-a) = c}\) z czego wynika, że:
\(\displaystyle{ a = cl}\)
\(\displaystyle{ b-a = ck}\)

\(\displaystyle{ b = b-a + a = ck + cl = c(k+l)}\).

Łącząc to z zaprezentowaną w pierwszym poście częścią dowodu otrzymuję, że:
\(\displaystyle{ g \vert a}\), \(\displaystyle{ g \vert b}\), \(\displaystyle{ g \vert (b-a)}\) oraz \(\displaystyle{ c \vert a}\), \(\displaystyle{ c \vert b}\),c \(\displaystyle{ c \vert (b-a)}\) z czego dalej wnioskuje, że \(\displaystyle{ c}\) oraz \(\displaystyle{ g}\) muszą być takie same. Czy w moim myśleniu są luki?
Zahion
Moderator
Moderator
Posty: 2095
Rejestracja: 9 gru 2012, o 19:46
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa, mazowieckie
Podziękował: 139 razy
Pomógł: 504 razy

Dowód własności NWD

Post autor: Zahion »

Nie rozumiem skąd i dlaczego bierzesz \(\displaystyle{ nwd(x,y) = 1}\).
Z definicji NWD - Największy Wspólny dzielnik.
Skoro bierzesz największy wspólny dzielnik dwóch liczb \(\displaystyle{ a, b}\), niech to będzie \(\displaystyle{ g}\) to \(\displaystyle{ a = gx, b = gy}\) dla pewnych naturalnych \(\displaystyle{ x,y}\). Gdyby \(\displaystyle{ NWD(x, y) \neq 1}\) to istniałaby jakaś liczba \(\displaystyle{ k}\) naturalna różna od \(\displaystyle{ 1}\), że \(\displaystyle{ k | x}\) i \(\displaystyle{ k | y}\), ale wtedy \(\displaystyle{ kg > k}\) i \(\displaystyle{ kg | a , kg | b}\), a to jest sprzeczne, ponieważ \(\displaystyle{ g}\) jest największym wspólnym dzielnikiem tych liczb.
\(\displaystyle{ g \vert a, g \vert b, g \vert (b-a)}\) oraz \(\displaystyle{ c \vert a, c \vert b,c c \vert (b-a)}\) z czego dalej wnioskuje, że \(\displaystyle{ c}\) oraz \(\displaystyle{ g}\) muszą być takie same. Czy w moim myśleniu są luki?
z tego, że \(\displaystyle{ m | p, m | q}\) i \(\displaystyle{ n | p, n | q}\) nie wynika, że \(\displaystyle{ n = m}\) ( nie zawsze ). Przykład : \(\displaystyle{ 4 | 8, 4 | 16, 8 | 8, 8 | 18}\), ale \(\displaystyle{ 4 \neq 8}\)
Wezmy to co zapisałeś na starcie.
\(\displaystyle{ nwd(a, b) = g}\). Istnieją takie liczby względnie pierwsze \(\displaystyle{ x, y}\), że \(\displaystyle{ a = xg, b = yg}\). Dlaczego są względnie pierwsze ustaliliśmy na początku.
Wystarczy uzasadnić, że \(\displaystyle{ nwd(a, b - a) = g}\), a przecież mamy, że \(\displaystyle{ nwd(a, b - a) = nwd(xg, yg - xg) = g \cdot nwd(x, y - x)}\). Jeżeli uzasadnimy, że \(\displaystyle{ nwd(x, y - x) = 1}\)to będziemy mieć, że \(\displaystyle{ nwd(a, b - a) = nwd(xg, yg - xg) = g \cdot nwd(x, y - x) = g \cdot 1 = g}\) i skończy to dowód. W takim wypadku załóżmy, że liczby \(\displaystyle{ x, y - x}\) mają jakiś dzielnik wspólny różny od \(\displaystyle{ 1}\), niech to będzie \(\displaystyle{ k}\). Wtedy \(\displaystyle{ k | x + y - x = y}\), a stąd skoro \(\displaystyle{ k | x}\) i \(\displaystyle{ k | y}\) to jest to sprzeczne z tym, że \(\displaystyle{ nwd(x, y) = 1}\) więc rzeczywiście liczby \(\displaystyle{ x , y - x}\) nie mają wspólnego dzielnika, co dowodzi tego, że \(\displaystyle{ nwd( x, y - x ) = 1}\) i kończy dowód.
Awatar użytkownika
Kermit96
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 96
Rejestracja: 30 lis 2016, o 19:05
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 8 razy
Pomógł: 1 raz

Dowód własności NWD

Post autor: Kermit96 »

Sam bym nie potrafił do tego dojść...

Bardzo dziękuję!

Edit 1: Czy dobrze myślę, że w bardzo podobny sposób dowodzi się, że \(\displaystyle{ nwd(a,b) = nwd(b, a \mod \ b)}\)?
Zahion
Moderator
Moderator
Posty: 2095
Rejestracja: 9 gru 2012, o 19:46
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa, mazowieckie
Podziękował: 139 razy
Pomógł: 504 razy

Dowód własności NWD

Post autor: Zahion »

Tak.
Na dole jest rozwiazanie ( o ile pozna pora nie zrobila swojego ), proponuje samemu sprobowac najpierw
Ukryta treść:    
Awatar użytkownika
Kermit96
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 96
Rejestracja: 30 lis 2016, o 19:05
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 8 razy
Pomógł: 1 raz

Dowód własności NWD

Post autor: Kermit96 »

Zahion pisze: Oczywiście \(\displaystyle{ y > x}\) jest oczywisty, stąd \(\displaystyle{ x > y}\), gdzie \(\displaystyle{ ( x, y ) = 1}\).
Czy tak na pewno ma być?
PoweredDragon
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 817
Rejestracja: 19 lis 2016, o 23:48
Płeć: Mężczyzna
wiek: 21
Lokalizacja: Polska
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 115 razy

Dowód własności NWD

Post autor: PoweredDragon »

Ma być \(\displaystyle{ b> a}\), więc \(\displaystyle{ y > x}\), godzina zrobiła swoje xd
ODPOWIEDZ