Heltallsdivisjon og rest div og mod

Like dokumenter
Heltallsdivisjon og rest div og mod

Modulo-regning. hvis a og b ikke er kongruente modulo m.

Diskret matematikk tirsdag 13. oktober 2015

Eksempler på praktisk bruk av modulo-regning.

Største felles divisor. (eng: greatest common divisors)

Rekker (eng: series, summations)

b) 17 går ikke opp i 84 siden vi får en rest på 16 når 84 deles med 17 c) 17 går opp i 357 siden

TMA4140 Diskret Matematikk Høst 2018

TALLÆRE UKE 34. Rest. Hvis vi deler a med b og det ikke går opp har vi rest som er mindre enn b.

Primtall. Et heltall p > 0 kalles et primtall hvis kun 1 og p går opp i p.

Il UNIVERSITETET I AGDER

Løsningsforslag Øving 5 TMA4140 Diskret matematikk Høsten 2010

Forberedelseskurs i matematikk

Dette brukte vi f.eks. til å bevise binomialteoremet. n i. (a + b) n = a i b n i. i=0

Forelesning 14 torsdag den 2. oktober

Oversikt over det kinesiske restteoremet

Løsningsforslag til eksamenen i MAT103, våren 2015

KAPITTEL 1 - ALGEBRA. 1. Regnerekkefølger og regneregler. Legg først merke til at: Legg spesielt merke til at :

Oversikt over lineære kongruenser og lineære diofantiske ligninger

Relativt primiske tall

Alle hele tall g > 1 kan være grunntall i et tallsystem.

2.3 Delelighetsregler

Oversikt over kvadratiske kongruenser og Legendresymboler

Forelesning 19 torsdag den 23. oktober

Matematikk for IT, høsten 2016

Forelesning 7 mandag den 8. september

Rekker (eng: series, summations)

Forelesning 21 torsdag den 30. oktober

Tallsystemer. Tallene x, y, z og u er gitt ved x = 2, y = 2, z = 4 og u = 2. Dermed blir =

Introduksjon i tallteotri med anvendelser

Løsningsforslag til eksamenen i MAT103, våren 2016

STØRRELSER OG TALL Om størrelser skriver Euklid i Bok 5: 1. En størrelse er en del av en annen størrelse, den mindre av den større når den måler (går

Tallregning Vi på vindusrekka

Tallsystemer. Tallene x, y, z og u er gitt ved x = 2, y = 2, z = 4 og u = 2. Dermed blir =

HJEMMEOPPGAVER (utgave av ):

Alle hele tall g > 1 kan være grunntall i et tallsystem.

Løysingsforslag til eksamen i MA1301-Talteori, 30/

Chapter 6 - Discrete Mathematics and Its Applications. Løsningsforslag på utvalgte oppgaver

Forelesning 20 mandag den 27. oktober

TALL. 1 De naturlige tallene. H. Fausk

MA1301 Tallteori Høsten 2014 Oversikt over pensumet

Euklids algoritmen. p t 2. 2 p t n og b = p s 1. p min(t 2,s 2 )

SAMMENDRAG OG FORMLER

6 Kryptografi Totienten Eulers teorem Et eksempel på et bevis hvor Eulers teorem benyttes RSA-algoritmen...

MA1301 Tallteori Høsten 2014 Løsninger til Eksamen

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse Løsninger

Øvingsforelesning 4. Modulo hva er nå det for no? TMA4140 Diskret Matematikk. 24. og 26. september 2018

Matriser. Kapittel 4. Definisjoner og notasjon

4 Matriser TMA4110 høsten 2018

Ordliste matematikk. Addere (addisjon) Areal. Divisjon. Addere er å "legge sammen" tall.

Teorem 10 (Z n, + n ) er en endelig abelsk gruppe. 8. november 2005 c Vladimir Oleshchuk 35. Teorem 11 (Z n, ) er en endelig abelsk gruppe.

MA1301 Tallteori Høsten 2014 Oversikt over pensumet for midtsemesterprøven

Inverse matriser. E.Malinnikova, NTNU, Institutt for matematiske fag. September, 2009

Forelesning 9 mandag den 15. september

MA2401 Geometri Vår 2018

Vi bruker desimaltall for Ô oppgi verdiene mellom de hele tallene. Tall med komma kaller vi desimaltall, og sifrene bak komma kaller vi desimaler.

Eksempel. La A = {a, b, c, d} og B = {1, 2, 3} La f være gitt ved: f(a) = 1, f(b) = 3, f(c) = 2, f(d) = 1. Dette kan illustreres slik:

Forelesning 24 mandag den 10. november

1. Bevis følgende logiske ekvivalens: ((p q) p) (p q) 2. Bestem de sannhetsverdier for p, q og r som gjør følgende utsagn galt: (p (q r)) (q r p)

Heldagsprøve i matematikk. Svar og løsningsforslag

Eksempel. La A = {a, b, c, d} og B = {1, 2, 3} La f være gitt ved: f(a) = 1, f(b) = 3, f(c) = 2, f(d) = 1. Dette kan illustreres slik:

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

MAT 1140 Innføring i klassisk tallteori

MAT1030 Diskret matematikk

MAT1030 Diskret matematikk

Oppfriskningskurs dag 1

Regning med variabler

Hovedområder og kompetansemål fra kunnskapsløftet:

Relasjoner. Ekvivalensrelasjoner. En relasjon R på en mengde A er en delmengde av produktmengden. La R være en relasjon på en mengde A.

KONTINUASJONSEKSAMEN I TMA4140 LØSNINGSFORSLAG

Forelesningsnotat i Diskret matematikk 27. september 2018

Oversikt over kryptografi

Matriser En matrise er en rektangulær oppstilling av tall og betegnes med en stor bokstav, f.eks. A, B, C,.. Eksempler:

Matematisk julekalender for trinn

MA1301 Tallteori Høsten 2014

Matriser En matrise er en rektangulær oppstilling av tall og betegnes med en stor bokstav, f.eks. A, B, C,.. Eksempler:

MAT1030 Forelesning 2

KLASSISK TALLTEORI. Erik Alfsen og Tom Lindstrøm. Matematisk Institutt, UiO, 1994

Gauss-Jordan eliminasjon; redusert echelonform. Forelesning, TMA4110 Fredag 18/9. Reduserte echelonmatriser. Reduserte echelonmatriser (forts.

FAKTORISERING FRA A TIL Å

MAT1030 Diskret Matematikk

Hva man må kunne i kapittel 2 - Algebra

MAT 4000 Innføring i klassisk tallteori

1.1 Tall- og bokstavregning, parenteser

Plenumsregning 1. Kapittel 1. Roger Antonsen januar Velkommen til plenumsregning for MAT1030. Repetisjon: Algoritmer og pseudokode

Forelesning 2 torsdag den 21. august

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 3

Repetisjon: høydepunkter fra første del av MA1301-tallteori.

Matriseoperasjoner. E.Malinnikova, NTNU, Institutt for matematiske fag. September 22, 2009

Velkommen til plenumsregning for MAT1030. MAT1030 Diskret matematikk. Repetisjon: Algoritmer og pseudokode. Eksempel fra boka. Eksempel

Tall, forståelse og eksamen Videregående skole (1P, 2P og 2PY)

Emnekode: LGU Emnenavn: Matematikk 1 (5 10), emne 1. Semester: VÅR År: 2016 Eksamenstype: Skriftlig

Norsk informatikkolympiade runde. Sponset av. Uke 46, 2016

Sensorveiledning nasjonal deleksamen

MAT1030 Diskret matematikk

Noen løsningsforslag/fasitsvar

Oversikt over bevis at det finnes uendelig mange primtall med bestemte egenskaper

Vi anbefaler at elevene blir introdusert for likninger via en praktisk problemstilling. Det kan for eksempel være:

Litt om Javas håndtering av tall MAT-INF 1100 høsten 2004

Transkript:

Heltallsdivisjon og rest div og mod La a og b være to heltall med a 0. Vi sier at a går opp i b (eng. a divides b) hvis det finnes et heltall c slik at b = ac. I så fall kalles a for en faktor i b og b kalles et multiplum i a. (eng. b is a multiple of a). Symboler: a b betyr at a går opp I b. a b betyr at a ikke går opp i b. Eksempler: 3 får opp i 12 fordi 12 = 3 4, dvs. 3 12 4 går opp i 28 fordi 28 = 7 4, dvs 4 28 5 går ikke opp i 28 fordi tallet 28 kan ikke skrives med 5 som faktor, dvs. 5 28 Observasjoner: a) Tallet 1 går oppi alle hele tall. b) Alle hele tall 0 går opp i 0. c) Alle hele tall 0 går opp i seg selv. Når vi faktoriserer et tall vil alle faktorene i tallet gå opp i tallet, f.eks: 12 = 4 3 = 2 6 = 2 2 3. Både 2, 3, 4 og 6 går opp i 12. Regneregler: 1. Hvis a b og a c, så a (b+c)

Bevis: b = a x c = a y b + c = a x + a y = a(x + y) Siden a er faktor i (b+c) gjelder a (b+c) 2. Hvis a b og a c, så a (mb+nc) Bevis: b = a x c = a y mb + nc = m a x + n a y = a(m x + n y) Siden a er faktor i (mb+nc) gjelder a (mb+nc) 3. a b og b c, der b 0, så a c Bevis: b = a x c = b y = a x y. Siden a er faktor i c gjelder a c 4. Hvis a b, så a b c for alle c Bevis: b = a x b c = a x c Siden a er faktor i b c gjelder a b c 5. Hvis a b og a c, så a (b+c) b = a x,

a c betyr at a ikke er faktor i c. Følgelig kan vi ikke sette a utenfor parentesen slik vi gjorde det under regel 1. Dermed blir a heller ikke faktor i (b+c). Eksempel på bruk av regel 5. Går 7 opp i 101? Vi vet at 7 går opp i 77 (7 11), men 7 går ikke opp i 101-77 = 24. Derfor kan ikke 7 gå opp i 101. Går 3 opp i 1001? Vi vet at 3 går opp i 999 (3 333), men 3 går ikke opp i 1001 999 = 2. Dermed vet vi at 3 ikke går opp i 1001. Divisjonsalgoritmen. La a og d være hele tall der d > 0. Da finnes det entydige, hele tall q og r slik at a = q d + r, der 0 r < d Her kalles a for dividend, d for divisor, q for kvotient og r for rest.

Generelt har vi: Eksempler. a = 33, d = 17. Da blir q = 1 og r = 16. a = 123, d = 7. Da blir q = 17 og r = 4. a = 7, d = 11. Da blir q = 0 og r = 7

a = 0 og d = 3. Da blir q = 0 og r = 0. Definisjon av div og mod (modulus) a div d = q (tilsvarer heltalldivisjon i Java: a/d == q) a mod d = r (tilsvarer modulus i Java: a%d == r) Div og mod ved gjentatt subtraksjon (ikke gjennomgått). Vi starter med a og d. Vi trekker fortløpende d fra a inntil vi får et resultat som er mindre enn d. Resultatet blir resten r og antallet ganger vi trakk fra blir g. OBS! Den matematiske definisjonen av kvotient q og rest r sier at 0 r < d, der d er divisor. Dette betyr at r aldri kan være negativ! Hvis a = -123 og d = 7, vil q= -18 og r = 3 siden -123 = -18 7 + 3 = -126 + 3. Hvis a er negativ, finner vi først q og r for a (her blir - - 123 = 123). Det gir q like 17 og r = 4.

Rett svar for q = -(q + 1) = -(17 + 1) = -18. Rett svar for r = d - r = 7 4 = 3. Men i Java vil -123 % 7 = -4 og -123/7 = -17! Modulo-regning Definisjon: La m være et positivt heltall (dvs. m> 0). Vi sier at to hele tall a og b er kongruente modulo m hvis m går opp i (a b). Dette betegnes med a b (mod m) Vi skriver a b (mod m) hvis a og b ikke er kongruente modulo m. Observasjon: Hvis a b (mod m), så er b a (mod m). Setning: La m > 0. Da er a b (mod m) hvis og bare hvis a mod m = b mod m. Dette betyr av hvis vi heltallsdividerer a og b med m så får begge samme rest som resultat! Eksempel1

Avgjør om a b (mod m). Vi kan vise dette ved enten La m = 3, a = 2, b = 17 1) Definisjonen: 2 17 (mod 3) fordi 2-17 = -15 og 3 går opp i -15. 2) Setningen: 2 mod 3 = 2 og 17 mod 3 = 2. Tallene 2 og 17 får begge samme rest når de heltallsdivideres med 3 følgelig har vi at 2 17 (mod 3). Eksempel2 La m = 3, a = 8, b = 4 8 4 (mod 3) 1) Definisjonen: 8 4 (mod 3) fordi 3 går ikke opp i 8-4 = 4 2) Setningen: 8 mod 3 = 2 mens 4 mod 3 = 1. Siden tallene ikke får samme rest når de heltallsdivideres med 3 er de ikke kongruente. Dvs. 8 4 (mod 3) Eksempel3. Vi fant at 2 17 (mod 3). Hvilke andre tall en 17 er kongruente med 2 modulo 3? Vi ser at f.eks. 2 14 (mod 3)

2 11 (mod 3) 2 8 (mod 3) osv. Vi ser at alle tallene i følgen., 2, 5, 8, 11, 14, 17, er kongruente med 2 modulo 3. Følgen kan skrives som 2 + 3k for alle k. Regel. La m > 0 og a være et heltall. Da vil alle heltall på formen a + mk der k er et vilkårlig heltall, være kongruenten med a modulo m, dvs. (a + mk) a (mod m) Eksempel. La m = 7 og a = 1. Finn fem forskjellige heltall b slik at a b (mod m). Svar: La b = a + mk = 1 +7k. Ved å velge fem forskjellig verdier for k får vi fem forskjellige tall b som alle er 1 b (mod 7). k = 0 gir b = 1 k = 1 gir b = 8 k = 2 gir b = 15 k = -1 gir b = -6 k = -2 gir b = -13

Regneregler for kongruenser. La m > 0 og anta at a b (mod m) og c d (mod m). 1. a + c b + d( mod m) 2. ac bd( mod m) Eksempel. 1 8 ( mod 7) og 15-6( mod 7) Dermed er 1 +15 8 6(mod 7) dvs. 16 2 (mod 7) og 1 15 8 ( 6)(mod 7) dvs. 15-48 (mod 7) Eksempler på praktisk bruk av modulo-regning. Tverrsum Tverrsummen til et heltall er summen av tallets sifre. Eksempel. a = 7358. Tverrsummen til a er lik 7 + 3 + 5 + 8 = 23. Setning. La sum(a) stå for tverrsummen til a. Da er a sum(a)(mod 9) Dvs. a er kongruent med sin tverrsum modulo 9. Bevis.

Tallet a har et bestemt antall siffer. Her tenker vi oss at a har fire siffer. Beviset kan gjøres på tilsvarende måte hvis har et annet antall siffer. La de fire sifrene til a være x, y, z og u: a = xyzu. (f.eks. hvis a = 3758 er x = 3, y = 7, z = 5 og u = 8) Tallet a kan skrives som a = 1000x + 100y + 10z + u. mens tverrsummen sum(a) = x + y + z + u I følge definisjonen er a b(mod m ) hvis m går opp i (a b). Her blir b = sum(a) og m = 9, og vi får da a sum(a) = 999x + 99y + 9z = 9(111x + 11y +z) Siden 9 er faktor betyr det at 9 går opp i a sum(a). Med andre ord er a kongruent med tverrsummen til a modulo 9: a sum(a)(mod 9). Gjentatt tverrsum. Den gjentatte tverrsummen til et tall a er det tallet vi får ved å ta tverrsummen til tverrsummen osv. til vi ender opp med et ensifret tall. Eksempel. La = 3758. Tverrsummen til a blir 3 + 7 + 5 + 8 = 23. Tverrsummen til 23 = 5. Dette betyr at 3758 5(mod 9). Stemmer det? Ja, fordi 3758 5 = 3753 = 417 9. Vi ser at 9 er

faktor og 9 går derfor opp i 3758. Følgelig er a og kongruent med den gjentatte tverrsummen til a modulo 9. Testing av svar i et regnestykke. La a og b være hele tall, og la g(a) være den gjentatte tverrsummen til a og g(b) den gjentatte tverrsummen til b. Da har vi a g(a)(mod 9) og b g(b)(mod 9). I følge regnereglene for kongruenser får vi a b g(a) g(b)(mod 9) La f. eks. a = 3758 og b = 347. Tar vi den gjentatte tverrsummen av tallene får vi g(a) = 5 og g(b) = 5 Da blir g(a) g(b)= 5 5= 25 der tverrsummen blir 2 + 5 = 7. Dette betyr at g(ab), dvs. den gjentatte tverrsummen g(ab) også må bli 7. Vi sjekker: 3758 347 = 1304026 g(1304026) = g(1+3+4+2+6) = g(16) = 1 + 6 = 7. Vi fikk som ventet 7 begge ganger. Hvis vi i utregningen av ab hadde fått et svar som ikke hadde 7 som gjentatt tverrsum, så må svaret være feil. Hvis vi imidlertid bytter om to siffer i et korrekt svar vil ikke denne testen avsløre det!