Autor Tema: Números primos

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26 Enero, 2017, 09:32 am
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Marcos Castillo

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Hola, tengo una demostración que se me ha atascado. La escribo:

Sea \( p \) un número entero mayor que 1. Las afirmaciones siguientes son equivalentes:
El número \( p \) es primo.
Para cualquier par \( a \) y \( b \) de números enteros, si \( p|ab \) entonces \( p|a \) ó \( p|b \).
Demostración:
Supongamos que \( p \) es un número primo, y que \( p|ab \). Empleando el Lema de Euclides,
Spoiler
Lema de Euclides: Sean \( a \), \( b \) y \( c \) números enteros. Supongamos que \( a \) y \( c \) son primos entre sí y que \( c|ab \). Entonces \( c|b \)
Demostración:
Como \( a \) y \( c \) son primos entre sí existen números \( x, y\in{\mathbb{Z}} \) tales que \( ax+cy=1 \).
Multiplicando ambos miembros de la igualdad por \( b \) se tiene \( bax+bcy=b \)
Por hipótesis \( c|ab \). Así pues \( c|bax \). Es obvio que \( c|bcy \). Entonces \( c|(bax+bcy) \), y por tanto \( c|b \)
[cerrar]
podemos suponer que  \( p \) no es primo con \( a \), entonces si \( m.c.d.(p,a) \) es \( d>1 \), \( d|p \) y \( d|a \). Como \( p \) es primo \( d=p \) y por tanto \( p|a \).
Supongamos ahora que \( p \) no es primo. Existen entonces números \( a \) y \( b \) tales que \( 1<a<p \) y \( 1<b<p \). Se tiene por tanto \( p|ab \) y \( p \) no divide a ninguno de los dos números.
Dudas:
¿Por qué si \( p \) no es primo con \( a \), entonces si \( m.c.d.(p,a) \) es \( d>1 \), \( d|p \) y \( d|a \)?;
¿por qué como \( p \) es primo \( d=p \)?;
¿por qué en la segunda implicación, se tiene por tanto \( p|ab \) y \( p \) no divide a ninguno de los dos números?
Ya veis que casi no he entendido nada. :'(

26 Enero, 2017, 10:07 am
Respuesta #1

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

Hola, tengo una demostración que se me ha atascado. La escribo:

Sea \( p \) un número entero mayor que 1. Las afirmaciones siguientes son equivalentes:
El número \( p \) es primo.
Para cualquier par \( a \) y \( b \) de números enteros, si \( p|ab \) entonces \( p|a \) ó \( p|b \).
Demostración:
Supongamos que \( p \) es un número primo, y que \( p|ab \). Empleando el Lema de Euclides,
Spoiler
Lema de Euclides: Sean \( a \), \( b \) y \( c \) números enteros. Supongamos que \( a \) y \( c \) son primos entre sí y que \( c|ab \). Entonces \( c|b \)
Demostración:
Como \( a \) y \( c \) son primos entre sí existen números \( x, y\in{\mathbb{Z}} \) tales que \( ax+cy=1 \).
Multiplicando ambos miembros de la igualdad por \( b \) se tiene \( bax+bcy=b \)
Por hipótesis \( c|ab \). Así pues \( c|bax \). Es obvio que \( c|bcy \). Entonces \( c|(bax+bcy) \), y por tanto \( c|b \)
[cerrar]
podemos suponer que  \( p \) no es primo con \( a \), entonces si \( m.c.d.(p,a) \) es \( d>1 \), \( d|p \) y \( d|a \). Como \( p \) es primo \( d=p \) y por tanto \( p|a \).
Supongamos ahora que \( p \) no es primo. Existen entonces números \( a \) y \( b \) tales que \( 1<a<p \) y \( 1<b<p \). Se tiene por tanto \( p|ab \) y \( p \) no divide a ninguno de los dos números.
Dudas:
¿Por qué si \( p \) no es primo con \( a \), entonces si \( m.c.d.(p,a) \) es \( d>1 \)

Porque dos números con primos uno respecto al otro, por definición, si su único divisor común natural es el \( 1 \). Por tanto si no son primos tienen que tener un divisor común mayor que uno. En particular el máximo común divisor tiene que ser mayor que uno.

Citar
, \( d|p \) y \( d|a \)?;

Por definición el máximo c-o-m-ú-n d-i-v-i-s-o-r de dos números  es el mayor divisor común a ambos. Por eso en nuestro caso ese máximo cómun divisor \( d=mcd(a,p) \), divide a \( p \) y divide a \( a \).

Citar
¿por qué como \( p \) es primo \( d=p \)?;

Porque por definición de número primo, los únicos divisores naturales de un número natural primo son el propio número y el \( 1 \). Si \( d \) es divisor de \( p \) (que es primo), y \( d>1 \), entonces necesariamente \( d=p \).

Citar
¿por qué en la segunda implicación, se tiene por tanto \( p|ab \) y \( p \) no divide a ninguno de los dos números?

La segunda implicación tal como la has escrito (no sé si hay alguna errata) no tiene sentido:

Citar
Supongamos ahora que \( p \) no es primo. Existen entonces números \( a \) y \( b \) tales que \( 1<a<p \) y \( 1<b<p \). Se tiene por tanto \( p|ab \) y \( p \) no divide a ninguno de los dos números.

Que existan números \( a,b \) entre \( 1 \) y \( p \) no significa que \( p \) divida a \( ab \).

Sería así. Si \( p \) no es primo tiene un divisor \( a \), con \( 1<a<p \). Entonces tomando \( b=p/a \) se verifica que \( 1<b<p \) y \( p=ab \). Por tanto \( p \) divide a \( ab \), pero \( p \) no divide a a ni \( p \) divide a \( b \).

Saludos.

P.D. Creo que debes de respirar y pensar con calma, para intentar responder por ti mismo algunas de las preguntas que haces aquí. En general tienes que pensar que significan los conceptos que manejas; pensar e incluso escribir para literalmente "verlo" delante. Las primeras cuestiones que preguntaste son consecuencia directa, sin ningún vericueto, de que significa ser primo y que significa el máximo común divisor.

26 Enero, 2017, 10:24 am
Respuesta #2

feriva

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Hola, Marcos, permíteme dos consejos que creo te sacarán de muchas dudas en estas cuestiones:

1º  Ya antes de empezar a leer (antes de mirar el libro) sobre cualquier cosa relacionada con divisibilidad, recita para tus adentros como un mantra: “todo número entero se descomponen en primos de forma que esa factorización es única, cada número tiene la suya y ningún otro la tiene igual.

2º Después, ponte ejemplos particulares.

Saludos.

26 Enero, 2017, 02:43 pm
Respuesta #3

Marcos Castillo

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Con tanto baile de letras me olvide de que detras hay un mundo mas prosaico de simples numeros, primos o no. Debia haber puesto nombre y apellido a cada letra. Es lo que voy a intentar (si, intentar, no lo tomes a mal) de ahora en adelante. Creo que inconscientemente queria entenderlo en el plano abstracto en que venia. Y te confieso que, con tu ayuda, me siento, a partir de ya, mas preparado para el siguiente encontronazo (apenas acabo de empezar el libro), aunque venga explicado en los mismos terminos, que yo llamo abstractos; aunque la palabra "abstracto" le quede un poco grande a la demostracion que he publicado.
¡Muchas gracias!. El libro que estoy leyendo se titula "Elementos de matematica discreta", esta publicado por la Uned, y tambien quiero decirte que a partir de tu respuesta, no me fio de sus razonamientos. Espero no inundar el foro de dudas...¡Un saludo!

27 Enero, 2017, 10:58 am
Respuesta #4

feriva

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 El libro que estoy leyendo se titula "Elementos de matematica discreta", esta publicado por la Uned...
no me fio de sus razonamientos. Espero no inundar el foro de dudas...

Ésta es una cuestión a la que, como alumno de la UNED que fui, di muchísimas vueltas, pero muchas.

Spoiler

Sé que a todo el mundo le pasa, porque en las tutorías eran habituales preguntas como: “¿qué libro hay que se pueda entender para estudiar solo?”; en una ocasión un profesor contestó a un compañero mío: “ninguno”. Y nos dejó un poco planchados, no sólo al que preguntó, porque uno se queda diciendo “pero cómo que ninguno, alguno habrá”.
Entonces era más duro porque, aunque había internet cuando yo entré, la red estaba empezando y no tenía de nada, ni blogs, ni existía Youtube... Además de que yo entonces tampoco tenía internet.

Cuando me encontraba trabado en algo (o sea, todos los días) siempre pensaba que los libros de la UNED tendrían que estar escritos por autodidactas, pero matemáticos titulados que hayan sido verdaderamente autodidactas deben de contarse con los dedos de una mano.

Por otra parte, aunque así pudiera llegar a hacerse, los libros no pueden ir explicando todo, porque entonces se convierten en enciclopedias; simplemente piensa en la cantidad de letras que se vierten aquí a diario explicando un solo problema: pregunta; explicación, vuelta a preguntar, aclaración, vuelta a lo mismo... hilos larguísimos para un ejercicio que en un libro, a lo mejor, a veces ni ocupa la cuarta parte de una página; más que enciclopedias tendrían que ser los libros.

La salida que quedaba era leer y releer lo mismo hasta entender o creer entender, llegando a veces a inventar uno mismo, con los ejemplos, los teoremas (frecuentemente mal entendidos y en consecuencia mal inventados).

Se escapan detalles porque no se dice todo; por ejemplo, aquí, en esta duda que planteas, cuando dice

“podemos suponer que “p” no es primo con “a”...

Sólo con tres palabras más, el que estudia en soledad (o algunas de las personas que estudian en soledad) entenderían mucho mejor

“sin perder generalidad, podemos suponer que “p” no es primo con “a”...

Claro, porque lo que está haciendo es demostrarlo para una cualquiera de las letras, qué más da que sea “a” ó “b”, si son letras; con demostrarlo para una ya queda demostrado que divide a “a” ó divide a “b”, alguna de las dos.

Esta clase de cosas son las típicas que al alumno que hace mucho que dejó el colegio y se mete en la UNED (y no tiene frescas las matemáticas) le hacen perder mucho tiempo; y el tiempo pasa y el parcial se acercan sin haber comprendido, produciendo una angustia que va en detrimento de la comprensión; y se tiende a pasar a otras cosas sin haber comprendido lo anterior, por las prisas.

Pero hoy se tienen foros como éste para preguntar; la cuestión es que también hay que pensar sobre cómo preguntar, analizando antes que es lo que nos hace dudar; supongamos que la duda hubiera sido eso que digo; no basta con un “por qué si “p” es primo con “a” pasa lo que dice”. Sino que (si fuera esa la duda, en ese caso estoy diciendo) habría que decir: “oiga, que no tiene por qué ser “p=a”, que pude ser “p=b”, por qué se considera esa particularidad”

Es sólo un ejemplo, puede ser otra cosa; lo que quiero decir es que, cuando no se entiende algo, a la par conlleva (o suele pasar a menudo) que vemos una contradicción o algo que no tiene por qué ser así, y para que nos saquen de la duda es bueno plantear esa contradicción que vemos o creemos estar viendo. Haciéndolo así, pese a que a veces pueda parecer lo contrario, no se contagian dudas ni se quedan dentro; lo que sí puede crear dudas a los demás es el silencio ante eso que nos hace dudar; lo mejor es contarlo abiertamente.

[cerrar]

Saludos.