Autor Tema: Historia de una prueba sencilla del UTF y petición de ayuda para su revisión.

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18 Julio, 2013, 11:01 am
Respuesta #140

aureodd

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Hola,
entonces como alguno de \( s,t \) es par \( p=st \) es par, y \( q,r \) son impares ya que son coprimos con \( p \), luego \( q-r \) es par. pero teníamos

También habíamos elegido \( q-r=3^{m-1}u \) de modo que \( u \) no sea múltiplo de \( 3 \)
Luego \( u \) tiene que ser par y esto no es cierto si \( s \) impar, ya que haría que \( u \) sea impar en
. . .teníamos que \(  2st-3^{2m-3}s^3=u \)
Ahora para el caso en que \( s \) es par, teníamos
\( 3^2t^3- \left(\dfrac{u}{s}}\right)^3=qr \) (3)
\( 3^2t^3- \left(\dfrac{2ts-3^{2m-3}s^3}{s}\right)^3=qr\Rightarrow \)
\( 3^2t^3- (2t-3^{2m-3}s^2)^3=qr \)
en la igualdad anterior si \( s \) par, hace que \( qr \) sea par, pero esto tampoco es cierto ya que \( q,r \) son impares.
Si todo está bien, hemos encontrado la contradicción que estamos buscando?
Muchas gracias!
Saludos
 

18 Julio, 2013, 11:16 am
Respuesta #141

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

Hola,
entonces como alguno de \( s,t \) es par \( p=st \) es par, y \( q,r \) son impares ya que son coprimos con \( p \), luego \( q-r \) es par. pero teníamos

También habíamos elegido \( q-r=3^{m-1}u \) de modo que \( u \) no sea múltiplo de \( 3 \)
Luego \( u \) tiene que ser par y esto no es cierto si \( s \) impar, ya que haría que \( u \) sea impar en
. . .teníamos que \(  2st-3^{2m-3}s^3=u \)
Ahora para el caso en que \( s \) es par, teníamos
\( 3^2t^3- \left(\dfrac{u}{s}}\right)^3=qr \) (3)
\( 3^2t^3- \left(\dfrac{2ts-3^{2m-3}s^3}{s}\right)^3=qr\Rightarrow \)
\( 3^2t^3- (2t-3^{2m-3}s^2)^3=qr \)
en la igualdad anterior si \( s \) par, hace que \( qr \) sea par, pero esto tampoco es cierto ya que \( q,r \) son impares.
Si todo está bien, hemos encontrado la contradicción que estamos buscando?

Creo que si. Pero yo, como Santo Tomás, todaví soy excéptico: hemos usado muchas letras auxiliares; hay que revisar con cuidado que no se han mezclado papeles o significados distintos de una misma letra. Y que realmente no hemos metido la pata en ningún argumento.

Es decir, creo que es hora de recapitular y hacer en limpio de un tirón el argumento completo.

Saludos.

18 Julio, 2013, 01:45 pm
Respuesta #142

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

¡Ah, perdón pasé por alto un error!

Ahora para el caso en que \( s \) es par, teníamos
\( 3^2t^3- \left(\dfrac{u}{s}}\right)^3=qr \) (3)
\( 3^2t^3- \left(\dfrac{2ts-3^{2m-3}s^3}{s}\right)^3=qr\Rightarrow \)
\( 3^2t^3- (2t-3^{2m-3}s^2)^3=qr \)
en la igualdad anterior si \( s \) par, hace que \( qr \) sea par, pero esto tampoco es cierto ya que \( q,r \) son impares.

En la igualdad:

\( 3^2t^3- (2t-3^{2m-3}s^2)^3=qr \)

Si \( s \) es par, entonces \( 2t-3^{2m-3}s^2 \) es par y \( 3^2t^3 \) impar. Impar menos par=impar. Así que no es cierto que haga que \( qr \) sea par.

Saludos.

23 Julio, 2013, 01:45 am
Respuesta #143

aureodd

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Hola el_manco,
muchas gracias por el apunte. Entonces si no hay contradicción con \( s \) par y \( t \) impar.
tenemos
\( 2t=3^{2m-3}s^2+2 \) (en ese caso \( s \) es par) (I)
Por otro lado teníamos
\(  u=2st-3^{2m-3}s^3 \) que por (I) \( u=2s \)
sustituyendo
\( qr=3^2t^3- \left(\dfrac{u}{s}}\right)^3=3^2t^3-2^3 \) (II)
Teníamos también
\( q-r=3^{m-1}u \) entonces \( q-r=3^{m-1}2s \) (III)
de (II) y (III) obtenemos la siguiente ecuación de segundo grado
\( r^2+3^{m-1}2sr-(3^2t^3-2^3)=0 \)


\( r = \dfrac{{-3^{m-1}2s \pm \sqrt {(3^{m-1}2s)^2 +4(3^2t^3-2^3)} }}{2} \)

De (I) escribo \( s^2=\dfrac{2t-2}{3^{2m-3}} \) y \( r \) nos queda

\( r = \dfrac{{-3^{m-1}2s \pm \sqrt {(3\cdot4(2t-2) +4(3^2t^3-2^3)} }}{2}= \)
\( = \dfrac{{-3^{m-1}2s \pm 2\sqrt {(3\cdot(2t-2) +(3^2t^3-2^3)} }}{2} \)
\( = \dfrac{{-3^{m-1}2s \pm 2\sqrt {3^2t^3+6t-14} }}{2} \)

Y ahora, \( 3^2t^3+6t-14 \) puede ser el cuadrado de un número natural? (*)
Gracias!
Saludos

(*) si \( t=1 \) en I) nos queda \( s=0 \Rigtharrow  \) y por aquí sale la solución trivial al UTF.

23 Julio, 2013, 12:58 pm
Respuesta #144

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 De acuerdo en las cuentas.

Y ahora, \( 3^2t^3+6t-14 \) puede ser el cuadrado de un número natural? (*)
Gracias!

 Yo diría que no, que no puede serlo (comprobado "a lo bruto" por ordenador no lo es para \( t\leq 10^6 \)); la cuestión es como probarlo.

Saludos.

30 Julio, 2013, 10:33 pm
Respuesta #145

aureodd

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Hola

 De acuerdo en las cuentas.

Y ahora, \( 3^2t^3+6t-14 \) puede ser el cuadrado de un número natural? (*)
Gracias!

 Yo diría que no, que no puede serlo (comprobado "a lo bruto" por ordenador no lo es para \( t\leq 10^6 \)); la cuestión es como probarlo.

Saludos.
Prueba:
Si \( 3^2t^3+6t-14=a^{2} \) para algún \( a \), y ya que \( 14 \equiv{2} \pmod {3} \) se tiene que dar que:
I)\( a \equiv {1} \pmod {3} \)
o
II)\( a \equiv {2} \pmod {3} \)

CASO I) \( a \equiv {1} \pmod {3} \)
podemos poner \( a=3k+1 \) para algún \( k \).
Entonces \( 3^2t^3+6t-14=(3k+1)^{2}=9k^2+6k+1 \Rightarrow \)
\( 3^2t^3+6t=9k^2+6k+15  \Rightarrow 3t^3+2t=3k^2+2k+5 \)
Y la igualdad anterior la podemos poner como
\( 3(t^3-1)+2(t-1)=3k^2+2k \Rightarrow \)
\( 3(t^3-1-k^2)=2(k-t+1) \)
Vamos a suponer:
\( \left\{\begin{array}{c}3=k-t+1 \\ 2=t^3-1-k^2 \end{array}\right \Rightarrow \)
\( k=2+t \) sustituyendo en \( 2=t^3-1-k^2 \)
\( 2=t^3-1-(2+t)^2 \Rightarrow t(t^2-t-4)=7 \)
Entonces
\( t=1 \), y la igualdad anterior nos queda \( -4=7 \)
o
\( t=7 \Rightarrow 38=1 \)
Entonces se tiene que dar en
\( 3(t^3-1-k^2)=2(k-t+1) \) que
\( \left\{\begin{array}{c}0=k-t+1 \\ 0=t^3-1-k^2 \end{array}\right \Rightarrow \)
\( k=0 \) y \( t=1 \)
Entonces la única solución para  que \( 3^2t^3+6t-14 \) sea un cuadrado de la forma \( 3k+1 \) es para \( t=1 \) ?
donde
(*) si \( t=1 \) en I) nos queda \( s=0 \Rigtharrow  \) y por aquí sale la solución trivial al UTF.
Es correcto?
Muchas gracias!
Saludos


30 Julio, 2013, 11:00 pm
Respuesta #146

aureodd

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CASO II)\( a \equiv {2} \pmod {3} \)
podemos poner \( a=3k+2 \) para algún \( k \).
Entonces \( 3^2t^3+6t-14=(3k+2)^{2}=9k^2+12k+4 \Rightarrow \)
\( 3^2t^3+6t=9k^2+12k+18  \Rightarrow 3t^3+2t=3k^2+4k+6 \)
Y la igualdad anterior la podemos poner como
\( 3(t^3-k^2)=2(2k-t+3) \)
Vamos a suponer:
\( \left\{\begin{array}{c}3=2k-t+3 \\ 2=t^3-k^2 \end{array}\right \Rightarrow \)
\( 2k=t \) sustituyendo en \( 2=t^3-k^2 \)
\( 2=(2k)^3-k^2 \Rightarrow k^2(8k-1)=2 \)
que no puede darse  para \( k \) natural

Entonces se tiene que dar en
\( 3(t^3-k^2)=2(2k-t+3) \) que
\( \left\{\begin{array}{c}0=2k-t+3 \\ 0=t^3-k^2 \end{array}\right \Rightarrow \)
\( 2k+3=t \) y \( (2k+3)^3-k^2=0 \)
Pero la última igualdad no puede darse para números naturales, ya que \( (2k+3)^3-k^2>0 \)
Entonces el CASO II) no puede darse? Es correcto?
Muchas gracias!
Saludos


31 Julio, 2013, 09:54 am
Respuesta #147

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 En ambos casos estás suponiendo que si:

 \( 3A=2B  \)

 entonces o bien

(i) \( A=2 \) y \( B=3 \)

 o bien

(ii) \( A=B=0 \).

 Pero esto no es así. Sin más argumentos y sin introducir nuevas incógnitas no hay manera de obtener dos ecuaciones de una sola.

 Simplemente lo que tienes es que \( A=2B/3 \). Dala valores a \( B \) mútliplos de \( 3 \) y tienes ejemplos donde no se cumple ni (i) ni (ii).

Saludos.

16 Septiembre, 2013, 11:56 am
Respuesta #148

aureodd

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Hola el_manco,
totalmente de acuerdo con tu afirmación, y me quedo antes del error:
Hola

 De acuerdo en las cuentas.

Y ahora, \( 3^2t^3+6t-14 \) puede ser el cuadrado de un número natural? (*)
Gracias!

 Yo diría que no, que no puede serlo (comprobado "a lo bruto" por ordenador no lo es para \( t\leq 10^6 \)); la cuestión es como probarlo.

Saludos.
Prueba:
Si \( 3^2t^3+6t-14=a^{2} \) para algún \( a \), y ya que \( 14 \equiv{2} \pmod {3} \) se tiene que dar que:
I)\( a \equiv {1} \pmod {3} \)
o
II)\( a \equiv {2} \pmod {3} \)

CASO I) \( a \equiv {1} \pmod {3} \)
podemos poner \( a=3k+1 \) para algún \( k \).
Entonces \( 3^2t^3+6t-14=(3k+1)^{2}=9k^2+6k+1 \Rightarrow \)
\( 3^2t^3+6t=9k^2+6k+15  \Rightarrow 3t^3+2t=3k^2+2k+5 \)
Y la igualdad anterior la podemos poner como
\( 3(t^3-1)+2(t-1)=3k^2+2k \Rightarrow \)
\( 3(t^3-1-k^2)=2(k-t+1) \)
Y esto último es igual a
\( 3(t^3-k^2-1)-2(t-k-1)=0 \) (*)
Teniendo en cuenta que \( t  \) y \( k \) son positivos podemos considerar que \( t^3>k^ \)2, luego \( t<k \)
Pero con estas condiciones creo que la igualdad anterior no puede darse:
Tomo \(  t  \) y \(  k \) de forma que \( t^3-k^2=0 \)
que tienen que ser de la forma \(  t=(2a)^2 \) y \( k=(2a)^3 \) para algún \( a \)
pero entonces \( t^3-k^2-1 < 0 \) y (*) también sería \( <0 \). Entonces voy a considerar que
\( t>(2a)^2 \), sea \( t=(2a)^2+1 \) con \( k=(2a)^3 \) (teníamos \( t \) impar y\(  k \) par)
por lo tanto \( t^3=((2a)^2)^3+3((2a)^2)^2+3(2a)^2+1 \)
y \( t^3-k^2-1=((2a)^2)^3+3((2a)^2)^2+3(2a)^2+1-((2a)^3)^2-1 \Rightarrow \)
\( t^3-k^2-1=3(2a)^4+3(2a)^2=3(2a)^2[(2a)^2+1] \)
que es mayor que \( t-k-1=(2a)^2+1-(2a)^3-1)=(2a)^2(1-2a) \)
Luego la igualdad anterior \( 3(t^3-k^2-1)-2(t-k-1)=0 \)
no puede darse?
Muchas gracias!!
Saludos

16 Septiembre, 2013, 12:32 pm
Respuesta #149

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 Me pierdo.

Y esto último es igual a
\( 3(t^3-k^2-1)-2(t-k-1)=0 \) (*)
Teniendo en cuenta que \( t  \) y \( k \) son positivos podemos considerar que \( t^3>k^ \)2, luego \( t<k \)

Hasta aquí de acuerdo.

Citar
Pero con estas condiciones creo que la igualdad anterior no puede darse:
Tomo \(  t  \) y \(  k \) de forma que \( t^3-k^2=0 \)
que tienen que ser de la forma \(  t=(2a)^2 \) y \( k=(2a)^3 \) para algún \( a \)
pero entonces \( t^3-k^2-1 < 0 \) y (*) también sería \( <0 \).


Aquí parece que estás descartando el caso en el que \( t^3-k^2=0 \). De acuerdo.

Citar
Entonces voy a considerar que
\( t>(2a)^2 \), sea \( t=(2a)^2+1 \) con \( k=(2a)^3 \) (teníamos \( t \) impar y\(  k \) par)
por lo tanto \( t^3=((2a)^2)^3+3((2a)^2)^2+3(2a)^2+1 \)
y \( t^3-k^2-1=((2a)^2)^3+3((2a)^2)^2+3(2a)^2+1-((2a)^3)^2-1 \Rightarrow \)
\( t^3-k^2-1=3(2a)^4+3(2a)^2=3(2a)^2[(2a)^2+1] \)
que es mayor que \( t-k-1=(2a)^2+1-(2a)^3-1)=(2a)^2(1-2a) \)
Luego la igualdad anterior \( 3(t^3-k^2-1)-2(t-k-1)=0 \)
no puede darse?

En esto último es donde me perdí. En primer lugar cuando dices \( k=(2a)^3 \). ¿Por qué iba a ser \( k \) un cubo perfecto?. Luego dices que \( t=(2a)^2+1 \). ¿Por qué iba a tomar exactamente ese valor?.

Por otra parte esencialmente usas argumentos comparativos "tal término es mayor que tal otro" y no veo que uses de manera esencial números enteros. Esto es mala señal porque obviamente si existen números no enteros cumpliendo:

\( 3^2t^3+6t-14=a^{2} \)

y siempre vamos a poder tomar \( a=3k+1 \).

Saludos.