Autor Tema: Función phi de Euler.

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03 Diciembre, 2011, 07:35 pm
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numbsoul

  • Nahuel Albarracín
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(a)De un bolillero que contiene \( n \) bolillas numeradas desde \( 1 \) hasta \( n \) se extrae una al azar.Para cada número primo \( p \) sea el evento \( A_{p}=\{\mbox{ el numero de la bollila elegida es divisible por p}\} \).Probar que si \( p_{1},\ldots,p_{k} \) son \( k \) divisores primos de \( n \),entonces los eventos \( A_{p_{1}},\ldots A_{p_{k}} \) son independientes.

(b)Sea \( \varphi(n) \) la función de Euler de la teoría de números,es decir,\( \varphi(n) \) denota la cantidad de enteros positivos coprimos con \( n \) y menores o iguales que \( n \).Demostrar la igualdad \( \varphi(n)=n\prod_{p\in D}(1-\frac{1}{p}) \) donde \( D \) es el conjunto de primos positivos divisores de \( n \).

03 Diciembre, 2011, 08:49 pm
Respuesta #1

pepito

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\( a) \) Primero notá que eso es equivalente a probar que \( P\left(\displaystyle\bigcap_{i=1}^kA_{p_i}\right)=\displaystyle\prod_{i=1}^kP(A_{p_i}) \).

Ahora, fijado \( 1\le i\le k \), se tiene que \( P(A_{p_i})=\dfrac{\frac{n}{p_i}}{n}=\dfrac{1}{p_i} \), de modo que \( \displaystyle\prod_{i=1}^kP(A_{p_i})=\displaystyle\prod_{i=1}^k\dfrac{1}{p_i} \).

Después, para calcular \( P\left(\displaystyle\bigcap_{i=1}^kA_{p_i}\right) \), habría que hacer también "casos favorables sobre casos totales". Los casos totales son \( n \), y los casos favorables son \( \dfrac{n}{\prod_{i=1}^kp_i} \), dado que, el que un número sea divisible simultaneamente por \( p_1,\ldots,p_k \) es equivalente a que sea divisible \( \prod_{i=1}^kp_i \) (notá que, además, como \( p_1\mid n,\ldots,p_k\mid n \) y son todos divisores primos, podés asegurar que \( \prod_{i=1}^kp_i\mid n \)). Lo que queda es que \( P\left(\displaystyle\bigcap_{i=1}^kA_{p_i}\right)=\displaystyle\prod_{i=1}^k\dfrac{1}{p_1} \).

\( b) \) Sea \( B \) el evento "el número de la bolilla extraida es coprimo con \( n \)". Si \( p_1,\ldots,p_j \) son todos los divisores primos de \( n \), entonces \( B=\displaystyle\bigcap_{i=1}^j(A_{p_i})^c \), una intersección de eventos que también son independientes. Por lo tanto, \( P(B)=P\left(\displaystyle\bigcap_{i=1}^j(A_{p_i})^c\right)=\displaystyle\prod_{i=1}^jP((A_{p_i})^c)=\displaystyle\prod_{i=1}^j(1-P(A_{p_i}}))=\displaystyle\prod_{i=1}^j\left(1-\frac{1}{p_i}\right) \). Esto significa que los casos favorables a \( B \) son \( n\displaystyle\prod_{i=1}^j\left(1-\frac{1}{p_i}\right) \).
"...parecido pero nada que ver"