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Inicio » Problemas » Números

(2 por 1): Dos trucos, dos problemas --de divisibilidad

Enviado por jmd el 18 de Junio de 2009 - 18:58.
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a) Calcular el Máximo Común Divisor (MCD) de $ 4a^2+1 $ y $ 2a-1 $, donde $ a $ es un entero positivo cualquiera.

b) Calcular el residuo de $ 2009^{2008} $ al dividir entre 9.

Sugerencia
Por: 
jmd
Sugerencia: 

Para el inciso a) aplica la propiedad siguiente: el MCD debe dividir a cualquier combinación lineal de los números (con los coeficientes de la combinación elegidos adecuadamente). Para el b) reduce la expresión (módulo 9) hasta que el resultado sea obvio.

Solución
Solución: 

a) Como se sabe, el MCD de dos números $ a, b $ divide también a cualquier combinación lineal de los números: puesto que divide a ambos $ a,b $ también divide a cualquier expresión de la forma $ ax+by $, con $ x,y $ enteros. Esta propiedad se usará para reducir los dos números a otros dos, donde el resultado sea obvio.

Si multiplico $ 2a-1 $ por $ 2a $ y le resto el resultado a $ 4a^2+1 $ se obtiene $ 4a^2+1-4a^2+2a=2a+1. $ De aquí que el MCD buscado divide a $ 2a+1 $ y a $ 2a-1. $ Y de nuevo aplico la propiedad: $ 2a+1-2a+1=2 $. De aquí que el MCD buscado divide a $ 2 $ y a $ 2a-1. $ Pero entonces el MCD$ (4a^2+1, 2a-1)=1 $ --pues divide a 2 y a un impar.

b) El método consiste en reducir la expresión (módulo 9) hasta llegar a una donde el resultado se haga obvio.

Puesto que 2009 pertenece la clase residual del 2 (módulo 9) el problema es equivalente a calcular el residuo de $ 2^{2008} $ en la división entre 9. Pero el 2008 sigue siendo muy grande... Lo que se hace en estos casos es buscar un exponente $ z $ del 2 de manera que el residuo de $ 2^z $ sea 1 o -1 en la división entre 9. Con el 3 se puede ($ 2^3=8=-1 $ mod 9), pero consideremos el 6: $ 2^6=1 $(mod 9). Ahora lo que se tiene que hacer es dividir el exponente 2008 entre 6: $ 2008=6(334)+4. $

De aquí que $ 2^{2008}=2^{6\cdot{334}+4}=16\cdot 2^{6\cdot{334}}=16 $(mod 9). De aquí que la respuesta sea: $ 2009^{2008} $ deja 7 de residuo en la división entre 9.

Ver también: 
Divisibilidad (Definición)
Ver también: 
Máximo Común Divisor (Definición)
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