Autor Tema: Generador para campos finitos

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02 Marzo, 2017, 12:27 pm
Respuesta #10

AJMurphy

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Hola,

Para \( \Phi_{17} \) el factor es \( (x+1)^4 \)
Para \( \Phi_{51} \) el factor es \( (x+1)^5 \)
Para \( \Phi_{85} \) el factor es \( (x+1)^6 \)

No consigo entender la división \( \displaystyle\frac{\Phi_{51}}{g(x)} \)




02 Marzo, 2017, 02:31 pm
Respuesta #11

Teón

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Hola:

Una fórmula sencilla para calcular \( \Phi_n \) es la siguiente:


\( \displaystyle\Phi_n=\prod_{d|n}\left(x^d-1\right)^{\mu\left(\frac{n}{d}\right)} \)

Donde \( \mu \) es la función de  Möbius

Para \( n=17 \), se tiene

\( \displaystyle\Phi_{17}=\prod_{d|17}\left(x^{17}-1\right)^{\mu\left(\frac{17}{d}\right)}=\frac{x^{17}-1}{x-1} \)

Luego
\( \displaystyle\Phi_{17}=x^{16}+x^{15}+x^{14}+x^{13}+x^{12}+x^{11}+x^{10}+x^9+x^8+x^7+x^6+x^5+x^4+x^3+x^2+x+1
 \)

Si lo factorizamos en \( \mathbb{Z}_2[X] \), se tiene
\( \Phi_{17}=\left( {{x}^{8}}+{{x}^{5}}+{{x}^{4}}+{{x}^{3}}+1\right) \,\left( {{x}^{8}}+{{x}^{7}}+{{x}^{6}}+{{x}^{4}}+{{x}^{2}}+x+1\right)  \)

Si hacemos otro tanto con \( \Phi_{51} \), obtenemos
\( \Phi_{51}=\left(x^8+x^7+x^4+x^3+x^2+x+1\right){\color{red}\left(x^8+x^4+x^3+x+1\right)}\left(x^8+x^7+x^6+x^5+x^4+x+1\right)\left(x^8+x^7+x^5+x^4+1\right) \)

Saludos.
Eram quod es, eris quod sum.

02 Marzo, 2017, 03:28 pm
Respuesta #12

Teón

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Hola:

Si se quiere hallar el resto de la división \( \dfrac{\Phi_{51}}{g(x)} \) en \( \mathbb{Z}_2[X] \).

Se halla el resto  \( \dfrac{\Phi_{51}}{g(x)} \) en la división ordinaria y se anulan los términos con coeficientes pares.
\( \operatorname{remainder}\left(\Phi_{51},g(x)\right)=-42x^7+10x^6+8x^5-54x^4-6x^3+6x^2-26x-10 \). Como se puede observar, obtenemos un polinomio con todos los coeficientes pares, resultando en
\( \mathbb{Z}_2[X] \)

\( \operatorname{remainder}\left(\Phi_{51},g(x)\right)=0 \)
 
Es decir \( g(x)|\Phi_{51}\text{ en }\mathbb{Z}_2[X]  \)

Editado
Hay un software libre para matemática simbólica que se llama wxMaxima. Hay versiones para Windows y para Linux. Si lográs instalarlo en tu P.C., podemos ver funciones, para facilitar los cálculos en estos problemas.
Si querés, abrimos un hilo en "Temas de computación" y vemos como resolver este tipo de problemas, computacionalmente.


Saludos.
Eram quod es, eris quod sum.

04 Marzo, 2017, 11:13 am
Respuesta #13

AJMurphy

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Hola,

Me parece una buena idea lo de instalar vxMaxima. Hasta el próximo martes no estaré en disposición de hacerlo. Si te parece seguimos el Martes.

04 Marzo, 2017, 01:49 pm
Respuesta #14

Teón

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Hola.
Hola,

Me parece una buena idea lo de instalar vxMaxima. Hasta el próximo martes no estaré en disposición de hacerlo. Si te parece seguimos el Martes.

Me parece bien que instales wxMaxima. De todos modos, en un rato voy a subir un mensaje, sobre un resumen práctico de lo que vimos. Veremos cómo lo hecho hasta ahora facilita los cálculos, y luego, pasaremos al cálculo numérico puro, donde  los polinomios los transformaremos en números y trabajaremos con operaciones binarias, para hacer los cálculos en forma mecánica. En esa instancia, resolver el problema computacionalmente, es una gran ventaja. En la parte numérica, podríamos utilizar cualquier programa, incluso una planilla de cálculo. Pero un sistema con matemática simbólica, nos servirá para ver el correlato entre cálculo mecánico y teoría pura y dura. Lo que te servirá para implementar tus propios algoritmos. Incluso en campos más grandes, como
 \( GF\left(2^{16}\right) \).
Saludos.
Eram quod es, eris quod sum.

08 Marzo, 2017, 02:29 pm
Respuesta #15

Teón

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\[
\newcommand{\op}[1]{\operatorname{#1}}
\newcommand{\zpg}[2]{\mathbb{Z}_{#1}\left/\left \langle #2(x) \right \rangle\right.}
\]
Hola:

Algunas cosas a tener en cuenta. Por comodidad, le daremos un nombre al grado de un polinomio y al orden de un elemento, diremos

\( \op{deg}(f(x))=n \) si el grado del polinomio \( f(x)\text{ es } n \).
\( \circ(x)=h \) si el orden del elemento \( x\text{ en un cuerpo } K\text{ es }h \).

Como ejemplo, para los \( x\text{ y }g(x) \) que mencionamos anteriormente, se tiene
\( \op{deg}(g(x))=8\text{ y }\circ(x)=51 \).

Por otro lado, los elementos de \( \zpg{p}{f},\;\zpg{2}{g} \), en nuestro caso los consideramos como polinomios del tipo \( x,\,x+1,x^3+x+1,\dots \), en realidad estos polinomios son clases de equivalencia de polinomios en \( \mathbb{Z}_2\left[x\right] \), los escribimos como polinomios corrientes, pero cualquiera de los polinomios mencionados, \( x^3+x+1 \), por ejemplo, podríamos escribirlo como
\begin{equation}\label{pol:equiv}
x^3+x+1+p(x)g(x)\text{ con }p(x)\in \mathbb{Z}_2\left[x\right]
\end{equation}
que representarían el mismo elemento en el campo \( \zpg{2}{g} \).

La expresión \eqref{pol:equiv}, será crucial para simplificar los cálculos en productos, divisiones y restos, módulo \( g(x) \).

Editado.
También nos resultarán útiles a la hora de realizar cálculos, el endomorfismo  de Frobenius y el grado de x.
Si quisiéramos calcular algo como
\( (x+1)^{65} \), obtenemos:
\begin{equation}\label{frob:simplif}
(x+1)^{65}=(x+1)^{64+1}=\left(x^{64}+1\right)(x+1)=\left(x^{13}+1\right)(x+1)
\end{equation}

En \eqref{frob:simplif}, como 64 es potencia de 2, se puede aplicar el endomorfismo de Frobenius (se puede pasar adentro del paréntesis) y como \( \circ(x)=51 \) y \( 64\equiv 13\mod 51 \), se tiene que el 64 se transforma en 13.
Saludos.
Eram quod es, eris quod sum.