Teoria de números/Congruências: diferenças entre revisões

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{| width="100%" style="border:1px solid #6688AA;-moz-border-radius:1em; background-color:#F0F9FF; padding:1em; width:300px<!--50%-->; float:right; clear:right; " valign="top"|
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A partir da noção de congruência módulo um certo inteiro <math>m\,\!</math>, pode-se definir uma relação no conjunto dos números inteiros da seguinte forma:
:<math>x \sim y \Leftrightarrow x \equiv y \!\!\!\!\pmod{m}\,\!</math>
 
Como será mostrado logo a diante, a relação assim definida satisfaz as propriedades de [[w:reflexividade|reflexividade]], [[w:simetria|simetria]], [[w:transitividade|transitividade]], sendo por isso considerada uma [[w:relação de equivalência|relação de equivalência]]:
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Para definir uma partição de <math>\mathbb{Z}\,\!</math>, usando a congruência módulo <math>m\,\!</math>, primeiramente define-se para cada inteiro <math>a\,\!</math> a classe de equivalência de <math>a\,\!</math>, segundo <math>\sim\,\!</math>, como:
 
:<math>[a]_m = \{ x \in \mathbb{Z}; x \equiv a \!\!\!\!\pmod{m}\}\,\!</math>
 
Quando o inteiro <math>m\,\!</math> estiver subentendido, será utilizado apenas <math>[a]\,\!</math> para denotar <math>[a]_m\,\!</math>.
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Deste modo, cada ponto da circunferência representa uma das classes de equivalência módulo <math>n\,\!</math>, ou seja, o conjunto dos números inteiros que ficaram sobrepostos naquele ponto da circunferência.
 
 
Mas o que há de interessante em particionar o conjunto dos números inteiros?
 
 
A grande utilidade de separar os números inteiros em várias classes de congruência é consequência da compatibilidade da congruência com as operações de adição e multiplicação: Sabendo-se que elas são compatíveis, é possível definir
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:<math>\rho: \mathbb{Z} \rightarrow \mathbb{Z}_m \,\!</math>
:<math>\rho(x) = [x] = [x \!\!\!\!\pmod{m}]\,\!</math>
 
 
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:** 0 + ''a'' = a (0 é a identidade)
:** ''a'' + ''b'' = ''b'' + ''a'' (+ é comutativa)
:** para cada ''a'' em ''R'' existe &minus;''a'' em ''R'' tal que ''a'' + (&minus;''a'') = (&minus;''a'') + ''a'' = 0 (&minus;''a'' é o elemento inverso de ''a'')
:* (''R'', ·) é um monóide com elemento identidade 1, isto é, para todo ''a'', ''b'', ''c'' em ''R'', vale:
:** (''a'' · ''b'') · ''c'' = ''a'' · (''b'' · ''c'') (· é associativa)
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O próximo passo é tentar compreender algebricamente os conjuntos <math>( \mathbb{Z}_{m} , + ) \,\!</math>.
 
 
{{tarefa|Revisar/reescrever/excluir o trecho a seguir (até onde diz "Corolário da p7").}}
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:<math>G = d \mathbb{Z}\,\!</math>
:<math>m \mathbb{Z} \subset d \mathbb{Z} \Leftrightarrow d|m\,\!</math>. Logo <math>H = d \mathbb{Z} / m \mathbb{Z} \,\!</math>
 
 
Corolário da p7
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** <math>\mathbb{Z}_m\,\!</math> é um domínio;
** <math>m\,\!</math> é um número primo;
::(propriedades algébricas dos conjuntos <math>\mathbb{Z}_m\,\!</math> -- anéis regulares --correspondem a propriedades aritméticas dos numeros inteiros <math>m\,\!</math>).
* São também equivalentes:
** <math>\mathbb{Z}_m\,\!</math> tem divisores de zero;
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{{Definição
|A função <math>U_m\,\!</math> de Euler é a função que associa a cada <math>m\,\!</math> o número de elementos de <math>U_m\,\!</math>:
:<math>\phi (m ) = | U_m | \,\!</math>
}}
 
Linha 481 ⟶ 474:
* <math>\phi (m)\,\!</math> é igual à quantidade de frações próprias não negativas com denominador que estão na forma irredutível.
 
* <math>m = \sum_{d|m} {\phi (d)} \,\!</math>
{{Justificativa}}
 
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:<math>4(x - 2k) = 5\,\!</math>
 
É claro que tal equação não adimiteadmite sequer uma solução inteira, uma vez que à esquerda tem-se um número par e a direita um ímpar, ou para ser mais exato, pois <math>4 = \mathrm{mdc}(4,8) \nmid 5\,\!</math>.
 
===Exemplo de equação linear com duas soluções===
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ou seja, o conjunto das soluções é:
:<math>S = \{ 3, 7 \}\,\!</math>
 
 
 
Em suma, verificou-se através dos exemplos anteriores que é possível encontrar em <math>\mathbb{Z}_8\,\!</math> equações do tipo <math>ax=y\,\!</math> que possuam uma ou duas soluções, e mesmo equações que não adimitem solução. Essa é uma notavel diferença entre corpos (como <math>\mathbb{R}\,\!</math>, <math>\mathbb{Q}\,\!</math> e <math>\mathbb{Z}_p\,\!</math>) e anéis. Por exemplo, em <math>\mathbb{Q}\,\!</math> ou <math>\mathbb{R}\,\!</math> você deve estar habituado a resolver <math>ax=y\,\!</math>, simplesmente dividindo os dois membros por <math>a\,\!</math> (e talvez descrevendo esse procedimento como "passar o <math>a\,\!</math> para o lado direito, dividindo..."). No entanto, é tempo de notar que isso só é possível quando <math>a\,\!</math> possui inverso. Em <math>\mathbb{Q}\,\!</math>, todo número não nulo possui inverso. Mas isso não é verdade em todo anel! Por essa razão torna-se necessário tomar algum cuidado ao resolver equações nos aneis <math>\mathbb{Z}_m\,\!</math>. Fique atento!
 
 
== Exercícios ==