1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Numeri interi, razionali, divisibilità, equazioni diofantee, ...
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polarized
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1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da polarized »

Trovare il più piccolo valore di k in modo che:
$ 1^2 + 2^2 + ... + k^2 $ sia divisibile per 1000

La mia soluzione è questa
Testo nascosto:
$ 1^2 + 2^2 + ... + k^2 = \frac {k(k+1)(2k+1)}{6}=2^3*5^3*m $
Poichè il numeratore sarà sempre divisibile per 3 lo posso porre uguale a $ 2^4*5^3*m $
Pongo poi $ k \equiv 0 \pmod{2} $ che di conseguenza implica $ k=2^4*a $
Allo stesso modo ottengo che se $ {k+1} \equiv 0 \pmod{5} $ allora $ k+1=5^3*b $
sostituendo la prima implicazione nella seconda e riarrangiando ottengo la diofantea
$ 125*b-16*a=1 $ che ha come soluzioni $ a=39, b=5 $ (che per fortuna sono entrambi positivi e mi tornano utili)
e quindi $ k=16*39=624 $
Il risultato è corretto, il procedimento meno
Le mie domande sono queste:
1) l'equazione $ ax-by=1 $ è ovviamente diversa da una semplice diofante in quanto ha due risultati o positivi o negativi, in questo caso ho avuto fortuna che risolvendola allo stesso modo abbia ottenuto due risultati positivi che mi tornano utili (se la si prova a risolvere con $ {2k+1} \equiv 0 \pmod{5} $ se ne ottengono due di negativi e non si riesce a procedere)
Come si risolve in generale questa equazione a due incognite? Wikipedia mi è tutto tranne che chiara :cry:


2) quando ho ragionato su $ {2k+1} \equiv 0 \pmod{5} $ ho dovuto considerare una divisione nelle congruenze per isolare k, me la sono cavata andando ad intuito con qualche prova, dove posso trovare una spiegazione del funzonamento delle congruenze per quanto riguarda le divisioni con qualche esempio ben fatto? Nei file a mia disposizione non trovo spiegazioni abbastanza chiare!

Grazie in anticipo a tutti! Il problema personalmente mi è piaciuto molto, non ho dubbi ci siano ulteriori errori nel mio ragionamento, non abbiate pietà :twisted:
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matpro98
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da matpro98 »

Per il punto 1, se non sbaglio, il procedimento è il solito: da $ax+by=1$ (in questo caso b è negativo), se $x_0$ e $y_0$ sono soluzioni, lo sono anche $x_0+bt$ e $y_0-at$.
Per il punto 2, la divisione si può effettuare se il gcd è 1.
polarized
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da polarized »

Non ne vengo fuori
Prendiamo la diofantea e supponiamo di dover trovare il più piccolo y positivo intero
$ 125x-32y=1 $

Risolvendola come $ 125x+32y=1 $ trovo come risultati $ x_0=-11-32t , y_0=-43-125t $ dai quali è facile capire che non si otterrà mai un valore di y positivo
In particolare la soluzione $ x_0=-11,y_0=-43 $ se sostituita nell'equazione di partenza mi da $ -1375+1376=1 $ che non mi va bene in quanto mi sembra di intuire che a me serva che $ 125x > \ 32y $

Sto facendo una gran confusione :?:
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gpzes
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da gpzes »

:oops: ..secondo me è giusta la prima diofantea che hai scritto ..125b-16a=1...infatti k,k+1,2k+1 sono primi fra loro e bisogna trovare k minimo..è k che deve accumulare i fattori primi più piccoli possibili ed il termine k+1 si prende almeno 5^3...(b;a)=(5;39)..
polarized
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da polarized »

Sisi, la prima diofantea è giusta, però avrei voluto sapere come si risolve la seconda nel caso mi dovesse servire un giorno :(
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da gpzes »

ahh okok..scusami :oops: :oops:

$ax-by=1$ con $(a;b)=1$ .
Allora $x={{x}_{0}}-bt;y={{y}_{0}}-at$ , con $a{{x}_{0}}-b{{y}_{0}}=1.$
$({{x}_{0}};{{y}_{0}})$ li trovo con algoritmo divisione di Euclide..$1=125\cdot (5)-16\cdot (39)$
polarized
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da polarized »

gpzes ha scritto:[...] li trovo con algoritmo divisione di Euclide.[...]
Fino a qua ci sono arrivato, però evidentemente non sto esponendo bene il problema. Provo a riformulare il tutto:

"Trova il più piccolo n positivo intero tale che $ {n(2n+1)} \equiv 0 \pmod{1000} $"
Quindi si dovrà avere
\begin{cases} n=2^3y, \\ 2n+1=5^3x,
\end{cases}
sostituisco e ottengo
$ 2^4y+1=5^3x $
Quindi
$ 125x-32y=1 $
Come trovo da qua il più piccolo n positivo (ricordiamo che n=32y)?
Se lo risolvo con l'algoritmo di euclide trovo $ x_0=-11,y_0=-43 $ ma che non mi va bene poichè avrei $ n=-43*32 $ che chiaramente non è positivo
Ha soluzioni positive y? se si quali?

Spero di essere stato più chiaro :cry: :cry:
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da matpro98 »

T deve essere intero, non necessariamente positivo
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gpzes
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da gpzes »

polarized ha scritto: ...sostituisco e ottengo
$ 2^4y+1=5^3x $
Quindi
$ 125x-32y=1 $
$2^4=16$...$125x-16y=1$
$x=5-16t ; y=39-125t$….$t\in \mathbb{Z}$
polarized
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Re: 1+4+9+...+k^2 divisibile per 1000

Messaggio da polarized »

Mi era del tutto sfuggito che $t\in \mathbb{Z}$, scusatemi!
Un grazie mille a tutti coloro che hanno risposto, sempre molto disponibili :D :D
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