(c) Määrää/Determine välillä/in the interval [1000, 10000] olevien 7. jaollisten kokonaislukujen lukumäärä/ number of integers divisible by 7.

Samankaltaiset tiedostot
q =, r = a b a = bq + r, b/2 <r b/2.

JOHDATUS LUKUTEORIAAN (syksy 2017) HARJOITUS 1, MALLIRATKAISUT

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 1 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA II BASICS OF NUMBER THEORY PART II. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO

Tehtävä 2 Todista luennoilla annettu kaava: jos lukujen n ja m alkulukuesitykset. ja m = k=1

802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA III BASICS OF NUMBER THEORY PART III

Joulukuun vaativammat valmennustehtävät ratkaisut

Tehtävä 3. Määrää seuraavien jonojen raja-arvot 1.

V. POTENSSISARJAT. V.1. Abelin lause ja potenssisarjan suppenemisväli. a k (x x 0 ) k M

1 Lukujen jaollisuudesta

802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA III BASICS OF NUMBER THEORY PART III. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 1. viikolle /

Luku kahden alkuluvun summana

Olkoot X ja Y riippumattomia satunnaismuuttujia, joiden odotusarvot, varianssit ja kovarianssi ovat

a ord 13 (a)

Yhtäpitävyys. Aikaisemmin osoitettiin, että n on parillinen (oletus) n 2 on parillinen (väite).

Algebra 1, harjoitus 9, h = xkx 1 xhx 1. a) Käytetään molemmissa tapauksissa isomorfialausetta. Tarkastellaan kuvauksia

kaikille a R. 1 (R, +) on kommutatiivinen ryhmä, 2 a(b + c) = ab + ac ja (b + c)a = ba + ca kaikilla a, b, c R, ja

Hanoin tornit. Merkitään a n :llä pienintä tarvittavaa määrää siirtoja n:lle kiekolle. Tietysti a 1 = 1. Helposti nähdään myös, että a 2 = 3:

VALIKOITUJA KOHTIA LUKUTEORIASTA

Matematiikan tukikurssi

802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA II BASICS OF NUMBER THEORY PART II

Perustehtäviä. Sarjateorian tehtävät 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 24

Matematiikan mestariluokka, syksy

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 5

Diofantoksen yhtälön ratkaisut

JOHDATUS LUKUTEORIAAN (syksy 2017) HARJOITUS 3, MALLIRATKAISUT

Salausmenetelmät LUKUTEORIAA JA ALGORITMEJA. Veikko Keränen, Jouko Teeriaho (RAMK, 2006) 3. Kongruenssit. à 3.4 Kongruenssien laskusääntöjä

Todista raja-arvon määritelmään perustuen seuraava lause: Jos lukujonolle a n pätee lima n = a ja lima n = b, niin a = b.

Matematiikan tukikurssi

(iv) Ratkaisu 1. Sovelletaan Eukleideen algoritmia osoittajaan ja nimittäjään. (i) 7 = , 7 6 = = =

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 3 (9 sivua) OT

J1 (II.6.9) J2 (X.5.5) MATRIISILASKENTA(TFM) MALLIT AV 6

Riemannin sarjateoreema

2017 = = = = = = 26 1

funktiojono. Funktiosarja f k a k (x x 0 ) k

Tehtävä 2. Osoita, että seuraavat luvut ovat algebrallisia etsimällä jokin kokonaislukukertoiminen yhtälö jonka ne toteuttavat.

Johdatus todennäköisyyslaskentaan Momenttiemäfunktio ja karakteristinen funktio. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

rm + sn = d. Siispä Proposition 9.5(4) nojalla e d.

a b 1 c b n c n

w + x + y + z =4, wx + wy + wz + xy + xz + yz =2, wxy + wxz + wyz + xyz = 4, wxyz = 1.

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 11 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

z z 0 (m 1)! g(m 1) (z0) k=0 Siksi kun funktioon f(z) sovelletaan Cauchyn integraalilausetta, on voimassa: sin(z 2 dz = (z i) n+1 k=0

Lukion matematiikkakilpailun alkukilpailu 2015

Johdatus matemaattiseen päättelyyn

Kurssikoe on maanantaina Muista ilmoittautua kokeeseen viimeistään 10 päivää ennen koetta! Ilmoittautumisohjeet löytyvät kurssin kotisivuilla.

Esitetään tehtävälle kaksi hieman erilaista ratkaisua. Ratkaisutapa 1. Lähdetään sieventämään epäyhtälön vasenta puolta:

Ekvivalenssirelaatio. Määritelmä 2 Joukon A binäärinen relaatio R on ekvivalenssirelaatio, mikäli. Jos R on ekvivalenssirelaatio ja a A, niin joukkoa

3x + y + 2z = 5 e) 2x + 3y 2z = 3 x 2y + 4z = 1. x + y 2z + u + 3v = 1 b) 2x y + 2z + 2u + 6v = 2 3x + 2y 4z 3u 9v = 3. { 2x y = k 4x + 2y = h

b 4i j k ovat yhdensuuntaiset.

IV. TASAINEN SUPPENEMINEN. f(x) = lim. jokaista ε > 0 ja x A kohti n ε,x N s.e. n n

3. Kongruenssit. 3.1 Jakojäännös ja kongruenssi

33. pohjoismainen matematiikkakilpailu 2019 Ratkaisut

Eksponentti- ja logaritmiyhtälö

1. Tarkastellaan esimerkissä 4.9 esiintynyttä neliön symmetriaryhmää

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 2 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

Algebra I, harjoitus 5,

III. SARJATEORIAN ALKEITA. III.1. Sarjan suppeneminen. x k = x 1 + x 2 + x ,

Matematiikan tukikurssi

5. Potenssisarjat 5.1. Määritelmä ja suppeneminen

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 1 / vko 8

Lukuteorian kertausta

Täydellisyysaksiooman kertaus

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

a k+1 = 2a k + 1 = 2(2 k 1) + 1 = 2 k+1 1. xxxxxx xxxxxx xxxxxx xxxxxx

Jaollisuus kymmenjärjestelmässä

Johdatus matemaattiseen päättelyyn

Ratkaisut vuosien tehtäviin

Determinantti 1 / 30

MAT Laaja Matematiikka 1U. Hyviä tenttikysymyksiä T3 Matemaattinen induktio

Äärellisten mallien teoria

Eulerin φ-funktion ominaisuuksia

Sattuman matematiikkaa III

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

Positiivitermisten sarjojen suppeneminen

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

Induktiota käyttäen voidaan todistaa luonnollisia lukuja koskevia väitteitä, jotka ovat muotoa. väite P(n) on totta kaikille n = 0,1,2,...

LUKUTEORIA I. Tapani Matala-aho

2 Taylor-polynomit ja -sarjat

saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?

LUKUTEORIA johdantoa

9 Lukumäärien laskemisesta

Matematiikassa väitelauseet ovat usein muotoa: jos P on totta, niin Q on totta.

{ 2v + 2h + m = 8 v + 3h + m = 7,5 2v + 3m = 7, mistä laskemmalla yhtälöt puolittain yhteen saadaan 5v + 5h + 5m = 22,5 v +

Salausmenetelmät. Veikko Keränen, Jouko Teeriaho (RAMK, 2006)

Harjoitus Etsi seuraavien autonomisten yhtälöiden kriittiset pisteet ja tutki niiden stabiliteettia:

1. Olkoot vektorit a, b ja c seuraavasti määritelty: a) Määritä vektori. sekä laske sen pituus.

Integroimistekniikkaa Integraalifunktio

MAA15 Vektorilaskennan jatkokurssi, tehtävämoniste

pdfmark=/pages, Raw=/Rotate 90 1 LUKUTEORIAA JA MUITA TYÖKALUJA SALAUKSEEN Lukujoukot Sekalaisia merkintöjä...

x = y x i = y i i = 1, 2; x + y = (x 1 + y 1, x 2 + y 2 ); x y = (x 1 y 1, x 2 + y 2 );

Lineaariset kongruenssiyhtälöryhmät

PERUSASIOITA ALGEBRASTA

Matematiikka B2 - Avoin yliopisto

Ratkaisu: Tutkitaan derivoituvuutta Cauchy-Riemannin yhtälöillä: f(x, y) = u(x, y) + iv(x, y) = 2x + ixy 2. 2 = 2xy xy = 1

M 2 M = sup E M 2 t. E X t = lim. niin martingaalikonvergenssilauseen oletukset ovat voimassa, eli löydämme satunnaismuuttujan M, joka toteuttaa ehdon

Ilkka Mellin Todennäköisyyslaskenta. Osa 2: Satunnaismuuttujat ja todennäköisyysjakaumat. Momenttiemäfunktio ja karakteristinen funktio

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Johdatus diskreettiin matematiikkaan (Syksy 2008) 4. harjoitus Ratkaisuja (Jussi Martin)

MAT Algebra I (s) periodilla IV 2012 Esko Turunen

Transkriptio:

Luuteorian perusteet Exercises/Harjoitusia 2016 1. Show by induction/osoita indutiolla, that/että Osoita, että a n 1 = (a 1)(a n 1 + a n 2 + + a + 1). a n + 1 = (a + 1)(a n 1 a n 2 + a + 1) jos 2 n. (c) A n B n = (A B)(A n 1 + A n 2 B + + AB n 2 + B n 1 ). (d) a 3 + 1 = (a + 1)(a 2 a + 1). (e) a 4 + 4 = (a 2 2a + 2)(a 2 + 2a + 2). 2. Osoita, että x = x x R, x x < x + 1 x R, (c) x + = x + x R, Z, (d) x + y x + y x, y R, (e) x y xy x, y R 0. 3. Let/Oloon x R 1 be given/annettu ja ω d (x) = #{ Z 1 x, d }. Näytä, että ω d (x) = x/d. Compute/Lase ω d (1000), un d = 5, 25, 125, 625. (c) Määrää/Determine välillä/in the interval [1000, 10000] olevien 7. jaollisten oonaisluujen luumäärä/ number of integers divisible by 7. 4. Oloot a, b, q, r Z ja a = qb + r, 0 r < b. Näytä, että a a q =, r = a b b b jos b Z +. 5. Oloot a, b Z + annettu. Show that there exist unigue/näytä, että on olemassa ysiäsitteiset q, r Z such/siten, that/että a = bq + r, b/2 < r b/2.

6. Investigate/Tuti for which/millä numbers/luvuilla n N hold/pätee n 2 + 1 P, n 3 + 1 P, (c) n 4 + 1 P. 7. Oloot/let p, p + 2, p + 4 P. Show that/näytä, että p = 3. 8. Oloot a Z, a 2, m Z +. Osoita, että jos a m + 1 P, niin 2 a ja m = 2 n, n N. jos a m 1 P, m 2, niin a = 2 ja m = p P. 9. Oloot a Z, a 2. Osoita, että syt(a n 1, a m 1) = a syt(n,m) 1 m, n Z +. 10. Oloot a, b, q, r Z +. Osoita, että (c) (d) 11. Osoita, että 12. Prove that/todista, että ab = syt(a, b)pyj(a, b). pyj(a, b) = ab a b. a b (a + b, a 2 + b 2 ) 2. a = qb + r (a, b) = (b, r). 2 (2 + 3) n n Z +. n 4 + 4 n P n = 1. 13. Oloon Q = ( ) q 1. 1 0 Määrää/Determine detq ja Q 1. Todista palautusaavat/prove the recurrences (3.47). (c) Todista (3.48). (d) Osoita, että syt(a, b) = s n a + t n b. (e) Oloot a = 909 ja b = 309. Etsi/Find s n ja t n äyttämällä palautusaavoja/by using the recurrences. 14. Kertaa ryhmän, renaan, oonaisalueen, unnan seä arateristian määritelmät.

15. Määrää 3 1 ryhmässä/in the group Z p, p P 5. 4 1 ryhmässä Z p, p P 5. (c) 13 1 ryhmässä Z 1001. (d) 17 1 ryhmässä Z 1001. 16. Määrää ryhmän Z n ertaluu/order, un n = p P, n = 24, (c) n = 13!. 17. Muodosta Pascalin olmio (mod p) riville n = 12 asti, un p = 2, 3, 5. 18. Oloot n, m Z + ja a, b, c, d Z. Todista, että jos a b (mod n), c d (mod n), niin Todista, että jos niin ac bd a b a b (mod n). (mod mn), (mod n). 19. Rataise yhtälöryhmä 3x 2 (mod 5) 4x 2 (mod 7) 2x 4 (mod 9). 20. Oloot, n, r N. Näytä, että 21. Oloot n, r N. Osoita, että ( )( ) n r = ( n r )( n r r ) ; ( ) n = n + 1 ( ) n. 1

22. Osoita, että 23. Osoita, että ( ) ( ) n n < 0 r < 1 (n 1). r r + 1 2 ( ) ( ) n n = 2 n, r = 1 (n 1). r r + 1 2 =0 ( ) n = 2 n. ( ) n ( 1) = 0, n 1. =0 =0 ( 1) + 1 ( ) n = 1 n + 1. 24. Oloon r N. Määrää summa =1 ( ) + r. r + 1 25. Oloon p P ja n = n i p i, 0 n i p 1 luvun n Z + p-antaesitys seä asetetaan s p (n) = n i. Osoita, että v p (n!) = n s p(n). p 1 26. Todista Wilsonin lause: Jos p on aluluu, niin (p 1)! 1 (mod p). Jos n Z + ei ole aluluu, niin määrää (n 1)! (mod n). 27. Oloot a/b Q, a b, n Z 2 ja n a/b. Näytä, että n b.

28. Ono luu 1 13 2 5, jaollinen luvulla n, un n = 2, 3, 4, 5, 6, 7. Millä luvuilla n = 2, 3, 4, 5, 6, 7 pätee 1 13 2 5 (mod n). (c) Määrää sellainen luu {0, 1, 2,..., n 1}, että un n = 2, 3, 4, 5, 6, 7. 21 65 (mod n), 29. Määrää ( ) 1/2 5 (mod 7). 30. Näytä, että 31. Määrää luujen 1 + 1 2 + 1 3 + 1 4 25 7 (mod 5 3 ). 1 + 1 2 + 1 3 + + 1 p 1 1 + 1 3 + 1 5 + + 1 p 2 osoittajien aluteijähajoitelmat, un p = 7, 11, 13. Mitä huomaat? 32. Suoraan lasemalla näytä, että ( 2 p 1 1 + p 1 + 1 3 + 1 5 + + 1 ) p 2 (mod p 2 ), un p = 11, 13. 33. Määrää sellainen Z, 0 6, että Määrää sellainen h Z, että 5 4 (mod 11). 4/5 1 = h (mod 11). 34. Oloon p P 5, p 1 (mod 3) ja m = (2p 2)/3. Osoita, että 1 1 2 + 1 3 1 4 + 1 m 0 (mod p). Tarat perustelut.

35. Osoita aavojen (5.131) ja (5.132) yhtäpitävyys. Todista (5.137). (c) Todista (5.139). 36. Määrää ( ) 31 11 ( ) 3333 110 (mod 7); (mod 11); (c) ( ) p 1000 + p 101 1 (mod p), p P. p 100 + 1 37. Oloon p P 3. Näytä, että ( ) p + 1 0 (mod p) j aina, un 2 j p 1. 38. Johda ja todista aava m! = (m + 1)! 1. =0 39. Johda summaaavat = n(n+1) 2 =1 =1 2 = n(n+1)(2n+1) 6 (c) 3 = n2 (n+1) 2 4 40. Näytä, että lim n f n+1 f n = 1+ 5 2 = α. f n+2 > α n n 2. (c) f 2 n+1 f 2 n 1 = f 2n. (d) f 2 = α2 5 ; f 2+1 = α2+1 5 N (e) f n+1 = ( n ) 0

(f) f 2n = n =0 ( n ) f (g) 2f n+m = f n l m + f m l n (h) 2l n+m = l n l m + 5f n f m 41. Osoita, että ( ) n ( ) 1 1 fn+1 f = n 1 0 f n f n 1 n Z. 42. Johda generoivasta sarjasta Binet n esitys Lucasin luvuille l. L(z) = l z =0 43. Oloot d, n, M, N Z. Osoita d n f d f n. jos M N, niin f M f N f MN. (c) f n P 5 n P. (d) n 4 f n + 1 / P. 44. Näytä, että 2 n 1 f n n (mod 5). 45. Johda telesooppiperiaatteella summan m arvo. =1 f 46. Oloon D Z, D 1, neliövapaa. Osoita, että D / Q. 47. Näytä, että 6! / Q. Päteeö n! / Q, aina un n Z 2? 48. Oloot n Z 3 ja r Q +. Osoita (Fermat n suuren lauseen nojalla), että n 1 + rn / Q. 49. Osoita Neperin luvun e irrationaalisuus äyttäen luvun e 1 sarjaesitystä. Osoita, että ehdosta ae 2 + be + c = 0, a, b, c Z, seuraa, että a = b = c = 0. 50. Osoita, että formaalille esponenttisarjalle e T = EXP(T ) pätee

e 0 T = 1. e T = 1 e T. (c) e nt = (e T ) n n Z. (d) e it = cos T + i sin T ; i 2 = 1. 51. Määrää 10 ensimmäistä Bernoullin luua. 52. Osoita generoivan sarjan avulla tehtävän 40 ohtien e) ja f) tuloset. 53. Määrää Bernoullin luujen avulla summat un m = 1,, 5. 54. Oloon m 2Z +. Osoita, että 55. Oloon p P. S m (n) = 1 m + 2 m + + n m, 2n + 1 S m (n). Q[n] Osoita valuaation v p ominaisuudet 1-4. Oloon A Q ja v p (A) 0 p P. Näytä, että A Z. (c) Osoita, että Z (p) on rengas ja että sen ysiöryhmä Z (p) on Z (p) = {A Q v p (A) = 0}. 56. Oloot p P, Z + ja A = p /( + 1). Osoita, että v p (A) 0. jos 2, niin v p (A) 1. (c) jos 3 ja p 5, niin v p (A/p 2 ) 0. 57. Määrää Määrää ( ) 1/2 v 2. ( ) 1/p v p p P. 58. Oloot a Z, m Z +. Osoita, että

a(a m 1)B m Z. a m (a m 1)B m /m Z. 59. Oloon p P, näytä, että pb 2 1 2 + 2 2 + + (p 1) 2 (mod p). 60. Oloon p P, p 1(mod 3). Näytä, että missä A 2p Z. B 2p = 1 6 + A 2p, Tarastele luujen B 2 nimittäjiä D 2, un = 0, 1,, 13, 19. (c) Osoita, että aluluvut 5, 7, 11, 13, 17 ovat säännöllisiä. B 0 = 1, B 1 = 1/2, B 2 = 1/6, B 4 = 1/30, B 6 = 1/42, B 8 = 1/30, B 10 = 5/66, B 12 = 691/2730, B 14 = 7/6. 61. Osoita, että n(n + 1) S m (n) m Z +, Q[n] n 2 (n + 1) 2 S m (n) m 2Z + + 1. Q[n] 62. Oloon n Z +. Osoita, että (c) (d) 63. Oloot n, r N. Osoita, että (c) ( ) 2n < r ( ) 2n 2n 1 3 5 (2n 1) = 2. n 2 4 6 2n (2n)! n! (2n)! 2 n n! ( ) 2n n 2 n < 2 2n 2n < = 2 6 10 (4n 2); = 1 3 5 (2n 1); 2 n n! (2n)!. r n, 0 r 2n 2. ( ) 2n < 2 2n n 2. n ( ) 2n < 22n n 3 n 3.