4. Bölüm Modüler Aritmetik Örnek: 7 x4 + x > 1, x ∈ , k ∈ olduğundan x in alabileceği değerler x1 = 1, x2 = 2 dir. O halde x1 + x2 = 3 tür. 8x + 18 ≡ 2x - 3 (mod x) olduğuna göre, x in alabileceği değerleri bulunuz. Örnek: 10 Çözüm: 8x + 18 − (2x − 3) 6x + 21 =k⇒ =k x x ⇒ x iki basamaklı bir doğal sayı, x ≡ 2 (mod 3), x ≡ 2 (mod 5) olduğuna göre x in en büyük ve en küçük değerlerinin toplamı kaçtır? (2001 - ÖSS) (k∈) 6x 21 + =k x x ⇒ 6+ A) 92 Cevap (B) Örnek: 11 x2 + 8x ≡ 15 (mod x) olduğuna göre x in alabileceği kaç değer vardır? Aşağıdaki sayıların Z / 7 de hangi denklik sınıfına ait olduğunu bulunuz. Alp Yayınevi Çözüm: A) /7 = x(x 3 + 1) − 2(x 3 + 1) =k x(x 3 + 1) ⇒ x−2 2 = k ⇒ 1− = k x x 349 C) {0,1,2,3, 4,5,6} b) −16 7 −16 = −3.7 + 5 − ±21 −3 −16 ∈ 5 5 c) 28 7 − 28 4 28 ∈ 0 0 d) −46 7 − ±49 −7 − 46 ∈ 3 3 x4 + x ≡ 2x3 + 2 (mod (x4 + x)) 4 3 − (2x + 2) 3 x 4 x+ 4+−x(2x + 2) ⇒ 4 ⇒ = k= k 4x + x x +x -16 a) x4 + x ≡ 2x3 + 2 (mod(x4 + x)) olduğuna göre, x in alabileceği değerlerin toplamı kaçtır? Çözüm: B) 36 7 − 35 5 36 ∈ 1 1 x > 1, x ∈, k ∈ olduğundan x in alabileceği değerler {3, 5, 15} dir. Örnek: 9 36 Çözüm: 15 =k x x > 1, x ∈ , k ∈ ⇒ E) 169 O halde 92 + 17 = 109 bulunur. Örnek: 8 ⇒ x+8− D) 154 x, 3 e ve 5 e bölündüğünde 2 kalanı vermelidir. 3 e ve 5 e bölündüğünde 2 kalanı veren iki basamaklı en küçük sayı 17, en büyük sayı 92 dir. x > 1, x ∈ olduğundan x in alabileceği değerler 1 hariç 21 in pozitif bölenleridir. x in alabileceği değerler kümesi: {3,7,21} dir. x 2 +x 28x − 15 + 8x − 15 ⇒⇒ = k= k(k ∈) x x x 2 8x 15 ⇒ + − =k x x x C) 124 Çözüm: 21 =k x x 2 +x 28x ≡ 15(mod x) x) + 8x ≡ 15(mod B) 109 28 D) –46 Konu Anlatımlı Çözümlü ve Uygulamalı Matematik 35 ≡ 5 (mod 7) eşitlikleri taraf x___________________ tarafa çarpılırsa; Çözüm: 3256 ≡ x (mod 7) 311 ≡ 5 31 ≡ 3 (mod 7) Şimdi de 1133 sayısının 7 ile bölümünden kalanı bulalım. 32 ≡ 2 (mod 7) 33 ≡ 6 (mod 7) → (3. satırı bulabilmek için 1 ve 2. satırlar taraf tarafa çarpılırdı). 34 ≡ 4 (mod 7) → 11 in 7 ile bölümünden kalan 4 olduğundan, 433 sayısının 7 ile bölümünden kalanı bulmak daha kolaydır. (4. satırı bulabilmek için 1 ve 3. satırlar taraf tarafa çarpıldı. 18 in 7 ile bölümünden kalan 4 tür.) (5. satırı bulabilmek için 2 ve 3. satırlar taraf tarafa çarpıldı. 12 in 7 ile bölümünden kalan 5 tir.) 3 ≡ 5 (mod 7) → 5 36 ≡ 1 (mod 7) → O halde Yani, 34 ≡ 4 (mod 7) olduğundan 3256 ≡ 4 (mod 7) (mod 7) 3 (mod 7) (43 )11 ≡ 111 (mod 7) (mod 7) 311 + 1133 ≡ 5 + 1 (mod 7) 311 + 1133 ≡ 6 (mod 7) bulunur. Örnek: 21 (1991)92 ≡ x (mod 5) olduğuna göre (en küçük pozitif) x tam sayısı kaçtır? (1992 - ÖYS) A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 Çözüm: 1991 sayısının 5 ile bölümünden kalan 1 olduğundan, 1991 yerine 1 i kullanabiliriz. Örnek: 20 311 + 1133 sayısının 7 ile bölünmesinden elde edilen kalanı bulunuz. 1991 ≡ 1 (mod 5) (1991)92 ≡ 192 (mod 5) (1991)92 ≡ 1 (mod 5) ↓ x = 1 bulunur. Çözüm: 311 + 1133 ≡ x 42 ≡ 2 O halde 311+1133 sayısının 7 ile bölümünden kalan 6 olur. Alp Yayınevi (mod 7) 433 ≡ 1 6. satırda 1 i bulduğumuz için 3 ün kuvveti olan 256 sayısı 6 ile bölünür. kalan 4 olduğu için 4. satırdaki kalan istenen sonuçtur. 41 ≡ 4 4 ≡1 (6. satırı bulabilmek için 2 ve 4. satırlar taraf tarafa çarpıldı. 8 in 7 ile bölümünden kalan 1 dir.) 256 6 - 24 42 16 - 12 4 (mod 7) (mod 7) Cevap (B) Önce 311 in 7 ile bölümünden kalanı bulalım. 31 ≡ 3 Örnek: 22 (mod 7) 2 (mod 7) 3 (mod 7) 4 (mod 7) Çözüm: 5 (mod 7) 6 3 ≡1 (mod 7) Birler basamağındaki rakam, bir sayının 10 ile bölümünden kalandır. Yani 36 ≡ 1 (mod 7) 3 ≡2 3 ≡6 3 ≡4 3 ≡5 121397 sayısının birler basamağı kaçtır? 121397 ≡ x(mod10) 352 4. Bölüm Modüler Aritmetik Fermat Teoremi 1213 sayısının sırasıyla kuvvetlerini almak yerine 1213 ün 10 ile bölümünden kalan olan 3 sayısının kuvvetlerini almak bize kolaylık sağlayacaktır. x, m nin tam katı olmayan pozitif bir tam sayı ve m asal sayı ise xm-1 ≡ 1 (mod m) dir. Bu denklikten yararlanarak xm ≡ x (mod m) dir. O halde 397 ≡ x (mod 10) Ancak m – 1 den daha küçük kuvvette de denkliğin sağ tarafında 1 sayısı elde edilebilir. 31 ≡ 3 (mod 10) 32 ≡ 9 (mod 10) 33 ≡ 7 (mod 10) Örnek: 24 34 ≡ 1 (mod 10) 34 ≡ 1 (mod 5) 4. satırda 1 i bulduğumuz için 97 yi 4 e böleriz. 26 ≡ 1 (mod 7) 97 4 − 8 24 510 ≡ 1 (mod 11) fakat 55 ≡ 1 (mod 11) 17 16 Örnek: 25 1 11))eşitliğinde x kaçtır? 7181 + 6251 ≡ x(mod (mod11 Kalan 1 olduğundan 1. satırdaki kalan, istenen sonucu verir. 31 ≡ 3 (mod 10) olduğundan Çözüm: Fermat teoremine göre Örnek: 23 2323 sayısının birler basamağının rakamı kaçtır? (1992-ÖYS) A) 1 B) 3 C) 7 D) 8 E) 9 Alp Yayınevi 121397 ≡ 3 (mod 10) olur. Çözüm: 710 ≡ 1 (mod 11) 610 ≡ 1 (mod 11) 10 18 18 (7 ) ≡ 1 (mod 11) (610 )25 ≡ 125 (mod 11) 180 7 ≡ 1 (mod 11) 6250 ≡ 1 (mod 11) ve 1 • 7 ≡ 7 (mod 11) • 61 ≡ 6 (mod 11) 180 1 7 .7 ≡ 7 (mod 11) 6250.61 ≡ 1.6 (mod 11) 7181 ≡ 7 (mod 11).....Ι 6251 ≡ 6 (mod 11).....ΙΙ I ve II eşitlikleri taraf tarafa toplanırsa Birler basamağındaki rakam, sayının 10 a bölümünden kalan olduğu için; 7181 ≡ 7 (mod 11) + 6251 ≡ 6 (mod 11) 7181 + 6251 ≡ 7 + 6 (mod 11) 7181 + 6251 ≡ 13 (mod 11) 7181 + 6251 ≡ 2 (mod 11) 2323 ≡ x(mod10) x=? x (mod 10)iken yazılabilir. 23 ≡ 3 ((mod mod10 10) ) olduğu için 323 ≡ x ((mod 10) mod10 ) bulunmalıdır. ↓ x = 2 bulunur. 1 UY 3 ≡ 3 (mod 10) 32 ≡ 9 (mod 10) 33 ≡ 7 (mod 10) 3 4 ≡ 1 (mod 10) (3 4 )5 ≡ 15 (mod 10) 320 ≡ 1 (mod 10) •x 3 3 ≡ 7 (mod 10) 320.33 ≡ 1.7 (mod 10) A RI xa ≡ y (modm) denkliğinde x ile m aralarında asal değilse, denkliğin sağ tarafında 1 sayısı elde edilemez. Buna karşılık denkliğin sağ tarafında 0(sıfır) veya tekrar eden bir sayı dizisi elde edilir. 323 ≡ 7 (mod 10) dir. 2323 ≡ 7 (mod 10) bulunur. Cevap (C) 353