Autor Tema: Ejercicios sobre raíz primitiva y polinomios ciclotómicos

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14 Noviembre, 2017, 09:03 pm
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YeffGC

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hola amigos he intentado hacer estos ejercicios solo me he hecho el () los demás no me sale ninguna idea
(a) Sea n un entero positivo. Calcule la suma y el producto de todas las raíces
na-ésimas de la unidad. En este caso he llegado que la suma es igual a cero y que el producto es igual a uno no sé si  me equivoco  ???

(b) Determine todos los valores de a tales que la congruencia
\( ax^4\equiv{2}(\mod 13) \) tiene solución.

(c) Demuestre que la expansión decimal de la fracción \( \displaystyle\frac{1}{p} \)tiene período \( p − 1 \) si
y sólo si 10 es raíz primitiva módulo p

gracias como siempre

14 Noviembre, 2017, 09:23 pm
Respuesta #1

Ignacio Larrosa

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hola amigos he intentado hacer estos ejercicios solo me he hecho el a los demás no me sale ninguna idea
(a) Sea n un entero positivo. Calcule la suma y el producto de todas las raíces
na-ésimas de la unidad. En este caso he llegado que la suma es igual a cero y que el producto es igual a uno no se si  me equivoco  ???

El producto no es uno, por lo menos no siempre. Por ejemplo, las raíces cuadradas de \( 1 \) son \( 1\textrm{ y }-1 \) cuyo producto es \( -1 \).

Las raíces n-simas de la unidad son las soluciones de la ecuación \( z^n = 1 \; \Leftrightarrow{}\; z^n - 1 = 0 \).

Por otra parte,  \( z^n - 1 = (z - a_1)(z - a_2)\ldots(z-a_n) \), donde las \( a_i \) son las raíces n-simas de la unidad. Desarrollando, aunque solo sea virtualmente,  ese producto y comparando, llegamos a la conclusión de que

\( \displaystyle\sum_{i=1}^n{a_i} = 0 \)

\( \prod_{i=1}^n(-a_i) = (-1)^n\prod_{i=1}^n a_i = - 1 \;\Longrightarrow{}\prod_{i=1}^n a_i =(-1)^{n-1} \)


Lo demás en otro momento, si no te contesta alguien antes, que ahora no puedo seguir.

Saludos,


Daría todo lo que se por la mitad de lo que ignoro (R. Descartes)
O incluso por muchísimo menos ...  (yo)

15 Noviembre, 2017, 06:41 am
Respuesta #2

YeffGC

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Gracias si los otros estan dificiles
Oye yo trate de sumar \( 1,e^{\displaystyle\frac{2\pi i}{n}},...,e^{2\pi (n-1)} \)

15 Noviembre, 2017, 10:05 am
Respuesta #3

Ignacio Larrosa

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Gracias si los otros estan dificiles
Oye yo trate de sumar \( 1,e^{\displaystyle\frac{2\pi i}{n}},...,e^{2\pi (n-1)} \)

Si, pero no es necesario, como te indico es directo.

Los otros no son muy difíciles. Veamos


(b) Determine todos los valores de a tales que la congruencia
\( ax^4\equiv{2}(\mod 13) \) tiene solución.

Se trata de hallar todos los valores de \( a \mod 13 \). Hay que ir más bien al revés: investiga que valores puede alcanzar \( x^4 \mod 13 \), son bastantes menos de \( 13 \), y halla los valores de \( a \) que les corresponden.


(c) Demuestre que la expansión decimal de la fracción \( \displaystyle\frac{1}{p} \)tiene período \( p − 1 \) si
y sólo si 10 es raíz primitiva módulo p

En general, el período de \( \displaystyle\frac{1}{p} \) es el orden de \( 10 \mod p \), es decir el mínimo \( k \,|\, 10^k \equiv{} 1 \mod p \). Si las cifras del periodo son \( a_1, a_2, \ldots ,a_k \), es decir si \( \displaystyle\frac{1}{p}=0.\overline{a_1a_2\ldots a_k} \), y los restos parciales \( r_1, r_2,\ldots, r_k = 1 \), se tiene que

\( 10 = p\cdot{}a_1 + r_1\;\Rightarrow{} r_1 \equiv{}10 \mod p\\
       10\cdot{}r_1 = p\cdot{}a_2 + r_2\;\Rightarrow{} r_2\equiv{}10\cdot{}r_1 \equiv{}10^2 \mod p\\
       \ldots \\
      10\cdot{}r_{k-1} = p\cdot{}a_k + r_k\;\Rightarrow{} 1 = r_k \equiv{}10\cdot{}r_{k-1}\equiv{}10^2\cdot{}r_{k-2} \equiv{}\ldots\equiv{}10^k \mod p \)

Por tanto, si el período de \( \displaystyle\frac{1}{p} es p-1 \), es que \( p-1 \) es el orden de \( 10 \mod p,\textrm{ y }10 \) es una raíz primitiva \( \mod p \). Y viceversa, si \( 10 \) es una raíz primitiva \( \mod p,\textrm{ es que }10\textrm{ genera }\mathbb{Z}_p\textrm{ y }p-1 \)es el orden de \( 10 \mod p \), por lo que es la longitud del período de \( \displaystyle\frac{1}{p} \).

Saludos,



Daría todo lo que se por la mitad de lo que ignoro (R. Descartes)
O incluso por muchísimo menos ...  (yo)