MA14 - Unidade 1 Divisibilidade Semana de 08/08 a 14/08

Documentos relacionados
MA14 - Aritmética Unidade 3. Divisão nos Inteiros (Divisibilidade)

MA14 - Aritmética Unidade 1 Resumo. Divisibilidade

DIVISÃO NOS INTEIROS. Luciana Santos da Silva Martino. lulismartino.wordpress.com PROFMAT - Colégio Pedro II

é uma proposição verdadeira. tal que: 2 n N k, Φ(n) = Φ(n + 1) é uma proposição verdadeira. com n N k, tal que:

1 Conjuntos, Números e Demonstrações

Roteiro da segunda aula presencial - ME

Elementos de Matemática Finita

MA14 - Aritmética Unidade 1 Resumo. Divisibilidade

MA14 - Aritmética Unidade 2 Resumo. Divisão Euclidiana

CENTRO EDUCACIONAL GIRASSOL TD de Matemática Prof.: Tiago Rodrigues

Números Inteiros: Continuação

MATEMÁTICA MÓDULO 8 DIVISIBILIDADE E CONGRUÊNCIA. Professor Matheus Secco

Introdução à Teoria dos Números - Notas 4 Tópicos Adicionais II

ALGORITMO DE EUCLIDES

MA14 - Aritmética Unidade 15 - Parte 2 Resumo

Os números inteiros. Álgebra (Curso de CC) Ano lectivo 2005/ / 51

Soluções dos Exercícios do Capítulo 2

Definição. Diremos que um número inteiro d é um divisor de outro inteiro a, se a é múltiplo de d; ou seja, se a = d c, para algum inteiro c.

Números inteiros. Sandro Marcos Guzzo

Semana Olímpica 2019

Introdução à Teoria dos Números Notas de Aulas 3 Prof Carlos Alberto S Soares

MA14 - Aritmética Unidade 5 Resumo. Máximo Divisor Comum

O REI MALIGNO E A PRINCESA GENEROSA: SOBRE BASES NUMÉRICAS E CRITÉRIOS DE DIVISIBILIDADE

MA14 - Aritmética Lista 1. Unidades 1 e 2

Matemática E Extensivo V. 6

Programa Combinatória Aritmética Racional MATEMÁTICA DISCRETA. Patrícia Ribeiro. Departamento de Matemática, ESTSetúbal 2018/ / 52

X Encontro da Olimpíada Regional de Matemática

Matemática E Extensivo V. 6

MATEMÁTICA A - 11.o Ano. Propostas de resolução

Algebra Sandro Marcos Guzzo Cascavel 1 de abril de 2019

Aritmética dos Restos. Problemas com Congruências. Tópicos Adicionais

MA14 - Aritmética Unidade 15 - Parte 1 Resumo. Congruências

Aritmética Racional MATEMÁTICA DISCRETA. Patrícia Ribeiro. Departamento de Matemática, ESTSetúbal 2018/ / 42

1 Congruências e aritmética modular

ENFOQUE USANDO CORTES DE DEDEKIND

MATEMÁTICA 1 MÓDULO 2. Divisibilidade. Professor Matheus Secco

Critérios de Divisibilidade

Lista 2 - Álgebra I para Computação - IME -USP -2011

Dado um inteiro positivo n, definimos U(n) como sendo o conjunto dos inteiros positivos menores que n e primos com n. Não é difícil ver que a

Reticulados, Álgebra Booleana e Formas Quadráticas Abstratas

Matemática Discreta. Fundamentos e Conceitos da Teoria dos Números. Universidade do Estado de Mato Grosso. 4 de setembro de 2017

MATEMÁTICA. Aula 4. Professor : Dêner Rocha. Monster Concursos 1

TEMA 2 PROPRIEDADES DE ORDEM NO CONJUNTO DOS NÚMEROS REAIS

, com k 1, p 1, p 2,..., p k números primos e α i, β i 0 inteiros, as factorizações de dois números inteiros a, b maiores do que 1.

a = bq + r e 0 r < b.

DISCIPLINA: MATEMÁTICA DISCRETA I PROFESSOR: GISLAN SILVEIRA SANTOS CURSO: SISTEMAS DE INFORMAÇÃO SEMESTRE: TURNO: NOTURNO

Matéria: Matemática Assunto: Teoria dos Conjuntos Prof. Dudan

1. O que podemos dizer sobre a imagem da função. f : Z Z, f(x) = x 2 + x + 1?

Capítulo 1. Matrizes e Sistema de Equações Lineares. 1.1 Corpos

Introdução à Teoria dos Números Notas de Aulas 3 Prof Carlos Alberto S Soares

a = bq + r e 0 r < b.

GABARITO. 01) a) c) VERDADEIRA P (x) nunca terá grau zero, pelo fato de possuir um termo independente de valor ( 2).

4.1 Preliminares. No exemplo acima: Dom(R 1 ) = e Im(R 1 ) = Dom(R 2 ) = e Im(R 2 ) = Dom(R 3 ) = e Im(R 3 ) = Diagrama de Venn

Polos Olímpicos de Treinamento. Aula 1. Curso de Teoria dos Números - Nível 2. Divisibilidade I. Samuel Barbosa Feitosa

Matrizes e sistemas de equações algébricas lineares

Álgebra Linear AL. Luiza Amalia Pinto Cantão. Depto. de Engenharia Ambiental Universidade Estadual Paulista UNESP

GAN Matemática Discreta Professores Renata de Freitas e Petrucio Viana. Lista A

Elementos de Aritmética e Álgebra

Definição 3.1: Seja x um número real. O módulo de x, denotado por x, é definido como: { x se x 0 x se x < 0

ENQ Gabarito MESTRADO PROFISSIONAL EM MATEMÁTICA EM REDE NACIONAL. Questão 01 [ 1,25 ]

III) se deste número n subtrairmos o número 3816, obteremos um número formado pelos mesmos algarismos do número n, mas na ordem contrária.

Notas Sobre Sequências e Séries Alexandre Fernandes

MÚLTIPLOS E DIVISORES

Análise I Solução da 1ª Lista de Exercícios

Inteiros. Inteiros. Congruência. Discrete Mathematics with Graph Theory Edgar Goodaire e Michael Parmenter, 3rd ed 2006.

Introdução aos números inteiros

Módulo: aritmética dos restos. Divisibilidade e Resto. Tópicos Adicionais

Notas de Aulas. Prof a Maria Julieta Ventura Carvalho de Araujo. Prof. Frederico Sercio Feitosa (colaborador)

Notas de Aulas. Prof a Maria Julieta Ventura Carvalho de Araujo. Prof. Frederico Sercio Feitosa (colaborador)

MESTRADO PROFISSIONAL EM MATEMÁTICA EM REDE NACIONAL. ENQ Gabarito. c1 + c 2 = 1 c 1 + 4c 2 = 3. a n = n. c 1 = 1 2c 1 + 2c

Referências e materiais complementares desse tópico

Matemática para Ciência de Computadores

UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina CCT - Centro de Ciências Tecnológicas DMAT - Departamento de Matemática

NÚMEROS INTEIROS. Álgebra Abstrata - Verão 2012

Tópicos de Matemática Elementar

TEORIA DOS CONJUNTOS. Turma: A - Licenciatura em Matemática 1 Semestre de Prof. Dr. Agnaldo José Ferrari OS NÚMEROS NATURAIS

Introdução à Teoria dos Números - Notas 4 Tópicos Adicionais II

Os números primos de Fermat complementam os nossos números primos, vejamos: Fórmula Geral P = 2 = 5 = 13 = 17 = 29 = 37 = 41 = Fórmula Geral

Chama-se conjunto dos números naturais símbolo N o conjunto formado pelos números. OBS: De um modo geral, se A é um conjunto numérico qualquer, tem-se

Curso: Ciência da Computação Disciplina: Matemática Discreta RELAÇÕES. Prof.: Marcelo Maraschin de Souza

MESTRADO PROFISSIONAL EM MATEMÁTICA EM REDE NACIONAL. ENQ Gabarito. a(x x 0) = b(y 0 y).

Representação dos Naturais

Lista 2 - Resolução. 1. Verifique se os produtos abaixo estão bem definidos e, em caso afirmativo, calcule-os.

ALGEBRA I Maria L ucia Torres Villela Instituto de Matem atica Universidade Federal Fluminense Junho de 2007 Revis ao em Fevereiro de 2008

A Reta no Espaço. Sumário

Números Inteiros Algoritmo da Divisão e suas Aplicações

Números e Funções Reais, E. L. Lima, Coleção PROFMAT.

MATEMÁTICA DISCRETA ARITMÉTICA RACIONAL (2/6) Carlos Luz. EST Setúbal / IPS Abril 2012

CURSO DE MATEMÁTICA. Conjuntos dos números naturais, inteiros, racionais e irracionais. (propriedades e operações) Josimar Padilha

1.1 Propriedades Básicas

Representação decimal dos números racionais

1 0 para todo x, multiplicando-se os dois membros por. 2x 1 0 x 1 2. b a x. ba 2. e b 2 c

Errata da lista 1: Na página 4 (respostas), a resposta da letra e da questão 13 é {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17} (faltou o número 17)

Representação decimal dos números racionais

MESTRADO PROFISSIONAL EM MATEMÁTICA EM REDE NACIONAL. ENQ Gabarito

Apostila TEORIA DOS NÚMEROS

Teste de Matemática A 2015 / 2016

Introdução ao Curso. Área de Teoria DCC/UFMG 2019/01. Introdução à Lógica Computacional Introdução ao Curso Área de Teoria DCC/UFMG /01 1 / 22

Critérios de divisibilidade Para alguns números como o dois, o três, o cinco e outros, existem regras que permitem verificar a divisibilidade sem se

Elementos de Matemática Finita

Transcrição:

MA14 - Unidade 1 Divisibilidade Semana de 08/08 a 14/08 Neste curso, consideraremos o conjunto dos números naturais como sendo o conjunto N = {0, 1, 2, 3,... }, denotando por N o conjunto N \ {0}. Como a divisão de um número natural por outro nem sempre é possível, expressa-se esta possibilidade através da relação de divisibilidade. Quando não existir uma relação de divisibilidade entre dois números, veremos que, ainda assim, será possível efetuar uma divisão com resto pequeno, chamada de divisão euclidiana. O fato de sempre ser possível efetuar tal divisão é responsável por inúmeras propriedades dos naturais que exploraremos nesta e nas próximas unidades. Uma observação importante sobre este curso: trabalharemos exclusivamente com a aritmética dos números naturais, pois de certa forma isto simplificará algumas provas, sem perder nenhum fato relevante da teoria. Portanto, só consideraremos diferenças a b quando a b.

2 MA 14 Unidade 1 Divisibilidade Dados dois números naturais a e b com a 0, diremos que a divide b, escrevendo a b, quando existir c N tal que b = a c. Neste caso, diremos também que a é um divisor ou um fator de b ou, ainda, que b é um múltiplo de a. Observe que a notação a b não representa nenhuma operação em N, nem representa uma fração. Trata-se de uma sentença que diz ser verdade que existe c tal que b = ac. A negação dessa sentença é representada por a b, sigificando que não existe nenhum número natural c tal que b = ac. Exemplo 1. 1 0, 2 0; 1 6, 2 6, 3 6, 6 6; 1 3, 3 3; 3 4; 2 5. Suponha que a b e seja c N tal que b = ac. O número natural c é chamado de quociente de b por a e denotado por c = b a. Por exemplo, 0 1 = 0, 0 2 = 0, 6 1 = 6, 6 2 = 3, 6 3 = 2, 6 6 = 1. Estabeleceremos a seguir algumas propriedades da divisibilidade. Proposição 1. Sejam a, b N e c N. Tem-se que i) 1 c, a a e a 0. ii) se a b e b c, então a c. Demonstração (i) Isto decorre das igualdades c = 1 c, a = a 1 e a 0 = 0. (ii) a b e b c implica que existem f, g N, tais que b = a f e c = b g. Substituindo o valor de b da primeira equação na outra, obtemos o que nos mostra que a c. c = b g = (a f) g = a (f g),

Divisibilidade 3 O item (i) da proposição acima nos diz que todo número natural é divisível por 1 e, se não nulo, por si mesmo. Proposição 2. Se a, b, c, d N, com a 0 e c 0, então a b e c d = a c b d. Demonstração Se a b e c d, então f, g N, b = a f e d = c g. Portanto, b d = (a c)(f g), logo, a c b d. Em particular, se a b, então a c b c, para todo c N. Proposição 3. Sejam a, b, c N, com a 0, tais que a (b + c). Então a b a c. Demonstração Como a (b + c), existe f N tal que b + c = f a. Agora, se a b, temos que existe g N tal que b = a g. Juntando as duas igualdades acima, temos a g + c = f a = a f, donde segue-se que a f > a g, e, consequentemente, f > g. Portanto, da igualdade acima, obtemos c = a f a g = a (f g), o que implica que a c, já que f g N. A prova da outra implicação é totalmente análoga. A proposição a seguir tem uma demonstração muito semelhante à da proposição anterior e será deixada como exercício.

4 MA 14 Unidade 1 Proposição 4. Sejam a, b, c N, com a 0 e b c, tais que a (b c). Então a b a c. Proposição 5. Se a, b, c N, com a 0, e x, y N são tais que a b e a c, então a (xb + yc); e se xb yc, então a (xb yc). Demonstração e c = ag. Logo, a b e a c implicam que existem f, g N tais que b = af xb ± yc = x(af) ± y(ag) = a(xf ± yg), o que prova o resultado, pois, nas condições dadas, xf ± yg N. Proposição 6. Dados a, b N, temos que a b = a b. Demonstração De fato, se a b, existe c N tal que b = ac. Como c 1, segue-se que a ac = b. Em particular, se a 1, então a 1 e, portanto, a = 1. Claramente, a recíproca da Proposição 6 não é válida, pois, por exemplo, 3 2; e, no entanto, 2 não divide 3. Note que a relação de divisibilidade em N é uma relação de ordem, pois i) é reflexiva: a N, a a. (Proposição 1(i)), ii) é transitiva: se a b e b c, então a c. (Proposição 1(ii)), iii) é antissimétrica: se a b e b a, então a = b. (Segue-se da Proposição 6). As proposições a seguir serão de grande utilidade. Proposição 7. Sejam a, b, n N, com a > b > 0. Temos que a b divide a n b n.

Divisibilidade 5 Demonstração Vamos provar isto por indução sobre n. É óbvio que a afirmação é verdade para n = 0, pois a b divide a 0 b 0 = 0. Suponhamos, agora, que a b a n b n. Escrevamos a n+1 b n+1 = aa n ba n + ba n bb n = (a b)a n + b(a n b n ). Como a b a b e, por hipótese, a b a n b n, decorre da igualdade acima e da Proposição 5 que a b a n+1 b n+1. Estabelecendo o resultado para todo n N. Proposição 8. Sejam a, b, n N, com a + b 0. Temos que a + b divide a 2n+1 + b 2n+1. Demonstração Vamos provar isto também por indução sobre n. A afirmação é, obviamente, verdade para n = 0, pois a+b divide a 1 +b 1 = a + b. Suponhamos, agora, que a + b a 2n+1 + b 2n+1. Escrevamos a 2(n+1)+1 + b 2(n+1)+1 = a 2 a 2n+1 b 2 a 2n+1 + b 2 a 2n+1 + b 2 b 2n+1 = (a 2 b 2 )a 2n+1 + b 2 (a 2n+1 + b 2n+1 ). Como a + b a 2 b 2 e, por hipótese, a + b a 2n+1 + b 2n+1, decorre das igualdades acima e da Proposição 5 que a+b a 2(n+1)+1 +b 2(n+1)+1. Estabelecendo, assim, o resultado para todo n N. Proposição 9. Sejam a, b, n N, com a b > 0. Temos que a + b divide a 2n b 2n. Demonstração Novamente usaremos indução sobre n. A afirmação é verdade para n = 0, pois a + b divide a 0 b 0 = 0. Suponhamos, agora, que a + b a 2n b 2n. Escrevamos a 2(n+1) b 2(n+1) = a 2 a 2n b 2 a 2n + b 2 a 2n b 2 b 2n =

6 MA 14 Unidade 1 (a 2 b 2 )a 2n + b 2 (a 2n b 2n ). Como a + b a 2 b 2 e, por hipótese, a + b a 2n b 2n, decorre das igualdades acima e da Proposição 5 que a + b a 2(n+1) + b 2(n+1). Estabelecendo, desse modo, o resultado para todo n N. Problemas 1. Sejam a, c N e b N. Mostre que ac bc a b. 2. (ENC-98) 1 A soma de todos os múltiplos de 6 que se escrevem (no sistema decimal) com dois algarismos é: (A) 612 (B) 648 (C) 756 (D) 810 (E) 864 3. Com quanto zeros termina o número 100!? 4. a) Mostre que o produto de i números naturais consecutivos é divisível por i!. b) Mostre que 6 n(n + 1)(2n + 1), para todo n N. 5. Mostre, por indução matemática, que, para todo n N, a) 8 3 2n + 7 b) 9 10 n + 3.4 n+2 + 5 c) 9 n4 n+1 (n + 1)4 n + 1 d) 169 3 3n+3 26n 27 6. Mostre que 13 2 70 + 3 70. 7. Mostre que, para todo n, a) 9 10 n 1 b) 8 3 2n 1 c) 53 7 4n 2 4n d) 3 10 n 7 n e) 13 9 2n 2 4n f) 6 5 2n+1 + 1 g) 19 3 2n+1 + 4 4n+2 h) 17 10 2n+1 + 7 2n+1 i) 14 3 4n+2 + 5 2n+1 8. Sejam a > b 0 números naturais. 1 Exame Nacional de Cursos, MEC/INEP.

Divisibilidade 7 a) Mostre que, para todo n N, n 2, a n b n a b = a n 1 + a n 2 b + + a b n 2 + b n 1. b) Mostre que, para todo n N, a 2n+1 + b 2n+1 a + b = a 2n a 2n 1 b + a b 2n 1 + b 2n. c) Mostre que, para todo n N, a 2n b 2n a + b = a 2n 1 a 2n 2 b + + a b 2n 2 b 2n 1. 9. Para quais valores de a N a) a 2 a 3 + 4? b) a + 3 a 3 3? c) a + 2 a 4 + 2? d) a + 2 a 4 + 2a 3 + a 2 + 1? 10. Mostre que, para todos a, m, n N, m > n = a 2n + 1 a 2m 1. 11. Mostre, para todo n N, que n 2 (n + 1) n 1. 12. Mostre, para todo a N, que a) 2 a 2 a b) 3 a 3 a c) 5 a 5 a d) 7 a 7 a 13. Mostre que existem infinitos valores de n em N para os quais 8n 2 + 5 é divisível por 7 e por 11.