Σελίδα 1 από 1

Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Τετ Μάιος 01, 2019 2:08 pm
από Κω.Κωνσταντινίδης
Χρόνια Πολλά και Χριστός Ανέστη!

Να βρείτε όλα τα ζεύγη θετικών ακεραίων x,y που είναι τέτοια ώστε 3^{x}+2=5^{y}.
Υ.Γ. Ενδεχομένως να είναι αρκετά εύκολη για αυτόν τον φάκελο. Αλλά την προσπαθώ από την προηγούμενη εβδομάδα και δεν έχω καταλήξει ακόμη σε πλήρη λύση. Με συγχωρείται αν είναι αρκετά εύκολη.

Re: Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Τετ Μάιος 01, 2019 9:50 pm
από cretanman
Δύσκολη!

Για y=1 παίρνουμε x=1. Για y\geq 2 παίρνουμε \mod{25} κι έτσι 3^x \equiv -2 \pmod{25} \ \ (1) και λόγω του ότι ord_{25}{3}=20, οι δυνάμεις 3^x \pmod{25} επαναλαμβάνονται κάθε 20 κι έτσι διαιρώντας τον εκθέτη x με το 20, βρίσκουμε ότι για να ισχύει η (1) πρέπει x\equiv 13\pmod{20}, έστω x=20k+13. Αντικαθιστώντας στην αρχική και παίρνοντας \mod{11} (λόγω του μικρού θεωρήματος του Fermat έχουμε 3^{10}\equiv 1\pmod{11}) παίρνουμε τελικά 5^y\equiv -4\pmod{11} \ \ (2) και λόγω του ότι ord_{11}5=5, άρα οι μόνες τιμές για το y που αρκεί να δοκιμάσουμε είναι οι y=0,1,2,3,4 για καμία από τις οποίες δεν ισχύει η (2).

Άρα μοναδική λύση η (x,y)=(1,1).

Αλέξανδρος

Re: Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Δευ Φεβ 08, 2021 9:17 pm
από Joaakim
cretanman έγραψε: Τετ Μάιος 01, 2019 9:50 pm Δύσκολη!

Για y=1 παίρνουμε x=1. Για y\geq 2 παίρνουμε \mod{25} κι έτσι 3^x \equiv -2 \pmod{25} \ \ (1) και λόγω του ότι ord_{25}{3}=20, οι δυνάμεις 3^x \pmod{25} επαναλαμβάνονται κάθε 20 κι έτσι διαιρώντας τον εκθέτη x με το 20, βρίσκουμε ότι για να ισχύει η (1) πρέπει x\equiv 13\pmod{20}, έστω x=20k+13. Αντικαθιστώντας στην αρχική και παίρνοντας \mod{11} (λόγω του μικρού θεωρήματος του Fermat έχουμε 3^{10}\equiv 1\pmod{11}) παίρνουμε τελικά 5^y\equiv -4\pmod{11} \ \ (2) και λόγω του ότι ord_{11}5=5, άρα οι μόνες τιμές για το y που αρκεί να δοκιμάσουμε είναι οι y=0,1,2,3,4 για καμία από τις οποίες δεν ισχύει η (2).

Άρα μοναδική λύση η (x,y)=(1,1).

Αλέξανδρος
Μπορεί κάποιος να μου εξηγήσει το σημείο αυτό ?- ord_{25}{3}=20

Re: Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Τετ Φεβ 10, 2021 8:58 am
από cretanman
Joaakim έγραψε: Δευ Φεβ 08, 2021 9:17 pm
Μπορεί κάποιος να μου εξηγήσει το σημείο αυτό ?- ord_{25}{3}=20
Καλημέρα! Εάν n>1 ένας ακέραιος και a ένας ακέραιος πρώτος προς το n, τότε το ord_n{a} ("τάξη του a \ mod n" στα ελληνικά) ορίζεται ως ο ελάχιστος θετικός ακέραιος x ώστε a^x \equiv 1 \pmod{n}.

Άρα το παραπάνω σημαίνει ότι ο ελάχιστος θετικός ακέραιος x ώστε 3^x\equiv 1\pmod{25} είναι το 20.

Λόγω του θεωρήματος Euler ισχύει ότι a^{\varphi{(n)}}\equiv 1 \pmod{n}, αποδεικνύεται σχετικά εύκολα ότι το ord_n{a} διαιρεί το \varphi{(n)}. Γι'αυτό όταν αναζητούμε την τάξη ενός ακεραίου a \ mod n ψάχνουμε πάντα στους διαιρέτες του \varphi{(n)}. Έτσι, αφού \varphi{(25)}=20 άρα η τάξη του 3 \ mod 25 είναι κάποιος διαιρέτης του 20 και αφού κανένας εκ των δυνάμεων 3^1, \ 3^2, \ 3^4, \ 3^5, \ 3^{10} \ mod 25 δεν είναι ίσο με 1, συμπεραίνουμε ότι ord_{25}{3}=20

Αλέξανδρος

Re: Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Τετ Φεβ 10, 2021 4:07 pm
από 2nisic
Αν x\geq 2
Αδύνατη με mod9,7,13


Αν x=1or0 μοναδική λύση η (x,y,):(1,1)

Re: Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Τετ Φεβ 10, 2021 5:08 pm
από cretanman
2nisic έγραψε: Τετ Φεβ 10, 2021 4:07 pm Αν x\geq 2
Αδύνατη με mod9,7,13


Αν x=1or0 μοναδική λύση η (x,y,):(1,1)
Θα μπορούσες να βάλεις αναλυτικά τη λύση σου; Η παραπάνω απέχει πάρα πολύ από το να μπορεί να θεωρηθεί ως λύση και σίγουρα δε θα έπαιρνε πάρα ελάχιστες έως καθόλου μονάδες σε επίπεδο διαγωνισμών.

Αλέξανδρος

Re: Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Τετ Φεβ 10, 2021 6:26 pm
από 2nisic
cretanman έγραψε: Τετ Φεβ 10, 2021 5:08 pm
2nisic έγραψε: Τετ Φεβ 10, 2021 4:07 pm Αν x\geq 2
Αδύνατη με mod9,7,13


Αν x=1or0 μοναδική λύση η (x,y,):(1,1)
Θα μπορούσες να βάλεις αναλυτικά τη λύση σου; Η παραπάνω απέχει πάρα πολύ από το να μπορεί να θεωρηθεί ως λύση και σίγουρα δε θα έπαιρνε πάρα ελάχιστες έως καθόλου μονάδες σε επίπεδο διαγωνισμών.

Αλέξανδρος
Με mod 9 έχω: 5^{y}\equiv 2(mod9)\Leftrightarrow y\equiv 5(mod6)

Με mod7 έχω:3^{x}\equiv5^{y}-2 \equiv5^{5} -2\equiv3-2 \equiv 1(mod7)\Leftrightarrow x\equiv 0(mod6)\Rightarrow x\equiv 0(mod3)

Με mod13 έχω:
3^{x}+2\equiv 1+2\equiv 3(mod13)
5^{y}\equiv +-5(mod13)
Αδύνατη

Re: Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Τετ Φεβ 10, 2021 6:40 pm
από 2nisic
Τρίτη λύση:
:logo: Αν x\geq 3
Με mod27 έχω :5^{y}\equiv 2(mod27)\Leftrightarrow y\equiv 11(mod18)

Με mod7 έχω:x\equiv 0(mod6) (όπως πρίν)

Με mod19 έχω:
3^{x}\equiv 3^{6},3^{12},3^{18}\equiv 7,11,1(mod19)

5^{y}-2\equiv 5^{11}-2\equiv 5^{2}-2\equiv 4(mod19)
Αδύνατη


:logo: Αν x\leq 2 έχω μοναδική λύση την x=y=1

Re: Είναι δύσκολη (?) η εκθετική

Δημοσιεύτηκε: Τετ Φεβ 10, 2021 6:49 pm
από 2nisic
Τετάρτη λύση:
:logo: Αν y\geq 2 τότε και x\geq 2:

Με mod25 έχουμε:x\equiv 13(mod20)\Rightarrow x\equiv 1(mod2)

Με mod9,7 έχουμε:x\equiv 0(mod6)\Rightarrow x\equiv 0(mod2)
Αδύνατη



:logo: Αν y=1 τότε και x=1