Autor Tema: Encontrar inverso de n en Zm

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19 Octubre, 2017, 12:54 am
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ealaipigualamenosuno

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Hola, estoy estudiando aritmética modular en forma autodidacta y tengo varias dudas al respecto del calculo de inversor de n en Zm.

Para número chicos me resulta simple usar el Teorema de Bezout o el pequeño teorema de Fermat.

Teorema de Bezout: Si \( (a,b) = 1 \Rightarrow{ \exists{x \ e \ y \ tal\ que\  ax\ +\ by\ =\ 1}} \)
Pequeño teorema de Fermat: Si p es un número primo, entonces, para cada número natural a, con a>0 , \(  a^m\ ≡\ a\ (mod_{m}) \)

Por ejemplo: Obtener el inverso de \( 7\ en\ Z_{17} \)

Como \( mcd(6,17)\ =\ 1 \Rightarrow{ 7x\ +\ 17y\ =\ 1} \)

Factorizando m = 17 tenemos: \( 17\ =\ 7.2\ +\ 3 \)  (1)
Factorizando a = 7    tenemos: \( 7\ =\ 2.3\ +\ 1 \)    (2)

Despejando el 3 de (1) y reemplazando el (2) tenemos:

\( 7 = 2.(17\ -\ 7.2)\ +\ 1\ =\ 2.17\ -\ 4.7\ +\ 1 \)

Por lo tanto:
\(  7\ -\ 2.17\ +\ 4.7\ = 1 \)
\(  5.7\ -\ 2.17\ =\ 1  \Rightarrow{ x = 5 , y = -2} \)

Y el inverso buscado es \( 5^{-1}\ ≡\ 7\  mod_{7} \)


Pero para número grandes me resulta complejo saber si \( mcd(a,b)\ =\ 1 \) o si el módulo de \( [Z_{m} \) es primo.

Por ej: \( Sacar\ el\ inverso\ de\ 777\ en\ Z_{1009} \)

Tenemos que por el algoritmo de Euclides \( mcd(777,1009)\ =\ 3 \)\(  \Rightarrow{ no\ son\ coprimos\ y\ no\ se\ puede\ aplicar\ el\ teorema\ de\ Bezout } \)

La otra opción es usar el pequeño teorema de Fermat:

\( 777^{1007}\ ≡\ 777\ mod_{1009}  \)

\( 777^{777+230}\ ≡\ 777 mod_{1009}  \)


luego, no se como seguir, ¿que me recomiendan para continuar?.  ???








Sergio Salanitri
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19 Octubre, 2017, 04:16 am
Respuesta #1

filomates

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En primer lugar, hay un error en el problema concreto que planteas porque 1009 no es múltiplo de 3.
De hecho, 1009 es número primo.
Por ello 777 y 1009 son coprimos y se puede aplicar la identidad de Bezout o más precisamente, el algoritmo de Euclides.
Obtenemos \( 1009 \cdot{211}- 274 \cdot{777}=1 \), los cual nos dice \( 777\equiv{-274}\equiv{735}\: \textrm{modulo}\:1009 \)
En resumen, que siguiendo el método que describes, el inverso de 777 módulo 1009 es 735

Pero ¿que ocurre cuando el número al que buscas inverso NO es coprimo con el módulo?
Por ejemplo ¿cual es el inverso de 777 módulo 1008?.
En este caso el máximo común divisor de 777 y 1008 es 3
Si resolviésemos la congruencia \( 777\cdot{x}\equiv{1}(mod\:1008) \) entonces obtendríamos una igualdad como la que sigue:
\( 777x+1008k=1 \)
Entonces \( 3\cdot{259x}+3\cdot{336k}=1 \)
Sacando factor común \( 3\cdot{(259x+336k)}=1 \)
Esto significa que 3 es divisor de 1, lo cual es imposible porque \( 3>1 \)
En consecuencia no existe el inverso de 777 módulo 1008
En general, no existe el inverso de \( a \) módulo \( b \) cuando \( a \:\textrm{y} \: b \) no son coprimos.
La meta es el camino y el camino es la meta.
Yo amo los mundos sutiles, ingrávidos y gentiles, como pompas de jabón.
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19 Octubre, 2017, 10:21 am
Respuesta #2

ealaipigualamenosuno

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Gracias filomates, ese error me tenía confundido.
Sergio Salanitri
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