Massimo comun divisore

Numeri interi, razionali, divisibilità, equazioni diofantee, ...
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Simo_the_wolf
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Massimo comun divisore

Messaggio da Simo_the_wolf »

Calcolare:

- $ \gcd (2^n-1,2^m-1) $
- $ \gcd (2^n+1,2^m+1) $

con $ n,m \in \mathbb{N}_0 $

N.B.: gcd(a,b) sarebbe la notazione inglese di MCD(a,b) infatti gcd è l'acronimo di greatest common divisor
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HiTLeuLeR
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Messaggio da HiTLeuLeR »

Io mi gioco il lemma di Knuth, e chiudo la partita con la vittoria in tasca!!!
Simo_the_wolf
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Messaggio da Simo_the_wolf »

e che cos'è il Lemma di Knuth?? Cmq chi vuole (anche tu hit) può fare l'esercizio che si può fare anke usando solo banalissima teoria dei numeri...
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HiTLeuLeR
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Messaggio da HiTLeuLeR »

Il lemma di Knuth è banalissima (...) Teoria dei Numeri!!! :twisted:
Simo_the_wolf
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Messaggio da Simo_the_wolf »

Per favore, puoi dirmi cos'è questo lemma di knuth allora, mi hai incuriosito! :D
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Messaggio da HiTLeuLeR »

E ze ti dicessi di "no", Zimo?!? Eddai, zuvvia, non pvendevtela... Pvova a capivmi: ze adesso ti enuncio il lemma di Knuth (btw, non penzave neppuve lontamente di contattavmi tvamite i messaggi pvivati... :evil:), levo agli altvi utenti il piaceve di confvontarzi con il tuo pvoblema. Zu, cavo, pazienta... E mentve pazienti, stvaziati puve: la cuviozità quazi uccide la gente che, a buon divitto, cede al zuo fascino maliavdo. Lo zo pev ezpevienza... :mrgreen:
pps
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Messaggio da pps »

ho cercato la dimostrazione del lemma di knuth. è abbastanza caotica (e ci metterei un anno a riportarla con il LaTeX), ma non difficile. penso sempre di aver bisogno di un aggiornamento sulla teoria dei numeri, perché so pochissimo...
Thanks to Joim
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Messaggio da HiTLeuLeR »

Ammesso che noi ci si riferisca allo stesso lemma, ti dirò, pps... So esibirne due differenti proof, e né l'uno né l'altro sono più caotici delle corrispettive dimostrazioni del lemma di Euclide per il massimo comun divisore e del lemma di Lucas per i numeri di Fibonacci, per cui... Qui bisognerebbe un pochettino accordarsi sul senso dei qualificativi, temo e suppongo!!! :? :|
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Pixel
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Messaggio da Pixel »

Visto che qui sembrano tutti più interessati a sapere il Lemma di Knuth che non a risolvere il problema, ci provo io:

Sia $ a=(2^n-1,2^m-1) $ da qualche prova numerica salta all'occhio che il massimo comun denominatore è $ b=2^{ged(m,n)}-1 $, dimostriamolo:
Intanto è facile vedere che b|a, infatti detto $ c=(m,n) $ abbiamo:
$ 2^n-1=2^{cn_1}-1=(2^c-1)(2^{cn_1-1}+2^{cn_1-2}+...+1) $ e lo stesso per $ 2^m-1 $ dunque $ 2^c-1 $ divide entrambi i termini e quindi divide $ a $.
Ora $ c=xm-yn $ e $ a|(2^n-1) $ dunque $ a|(2^{yn}-1) $ e
$ a|(2^m-1) $ dunque $ a|(2^{mx}-1) $.
Ne segue che $ a|(2^{yn}(2^c-1)) $ ma chiaramente a non divide $ 2^{yn} $ e quindi la tesi.

Ciao
P. Andrea
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Messaggio da HiTLeuLeR »

Ok, adesso che Pixel ha proposto finalmente una soluzione del problema, beh... credo di poter svelare il mistero del lemma di Knuth, enunciandolo per Simo e per chiunque altro gli fosse interessato. 8)

Lemma di Knuth: per ogni $ m,n\in\mathbb{N} $ ed ogni $ a\in\mathbb{Z} $: $ \gcd(a^m - 1, a^n - 1) = a^{\gcd(m,n)} - 1 $.

Bon, confermo quanto detto all'inizio: questa partita era chiusa già alla prima mano!!! :mrgreen:
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Messaggio da HiTLeuLeR »

Pixel ha scritto: Ora $ c=xm-yn $ e $ a|(2^n-1) $ dunque $ a|(2^{yn}-1) $ e $ a|(2^m-1) $ dunque $ a|(2^{mx}-1) $.
Uhm... Vediamo se ho capito! Per il lemma di Bezout, esistono $ x, y\in\mathbb{Z} $ tali che: $ mx - ny = c =: \gcd(m,n) $, dico bene?!? Ecco, se questi sono i fatti, lascia che ti sottolinei come gli interi $ x $ ed $ y $ così determinati possono essere pure entrambi negativi... In che modo dunque ti riesce di scrivere una relazione del tipo: $ a \mid (2^{yn}-1) $, se il dividendo potrebbe persino non essere un numero intero?!? :shock:
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Pixel
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Messaggio da Pixel »

Ehm...sei d'accordo che detti $ m=cm_1 $ e $ n=cn_1 $ con $ n_1\leq m_1 $ esistono numeri naturali x e y tali che $ m_1x-n_1y=1 $?
P. Andrea
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Messaggio da HiTLeuLeR »

Sì. Solo mi chiedo perché tu non sia stato altrettanto preciso quand'era necessario... 8)
Simo_the_wolf
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Messaggio da Simo_the_wolf »

Ok avete risolto quello più facile... Ora fate l'altro che è più interessante..
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