TU Wien:Algebra und Diskrete Mathematik UE (diverse)/Übungen SS19/Beispiel 64

Lösen Sie die folgenden Kongruënzen (d.h. Gleichungen in Restklassen) bzw. beweisen Sie die Unlösbarkeit:

• <amsmath>3x\equiv9\;(\text{mod}\:11)</amsmath>
• <amsmath>3x\equiv9\;(\text{mod}\:12)</amsmath>

Lösung von Hapi

Rechnen mit Kongruenzen

Allgemeines:

Modulo teilt Werte in Restklassen durch Division mit dem Mod-Wert e, d.h. beide Werte haben bei der Division durch den Faktor m (Modulo) denselben Rest.

a $\equiv$ b mod m bedeutet daher bei Bestehen der Kongruenz daß a/m und b/m denselben Rest haben. Daraus folgt, daß m | (b-c) gilt und somit m den Term (b-c) ohne Rest teilt (sonst nicht kongruent!).

Weiters bedeutet 3a $\equiv$ 3b mod m dasselbe wie a $\equiv$ b mod m, man kann also die linke Seite des Ausdrucks um den gemeinsamen Teiler kürzen, wenn auf der rechten Seite m nicht teilbar ist.

Ist m aber ebenfalls teilbar, so lautet die Rechenregel 3a $\equiv$ 3b mod 3m entspricht a $\equiv$ b mod m, d.h. auch m muß dividiert werden.

Eine Kongruenz der Form ax $\equiv$ b ist genau dann lösbar, wenn der ggT (a, m ) die Zahl c teilt.

ad a) 3x $\equiv$ 9 mod 11, x $\equiv$ 3 mod 11 d.h. 11 | (3-x),

Es gibt einen größten gemeinsamen Teiler für die Werte a und b, daher lösbar.

Allgemein: x = c + m*k, für alle k (1..unendlich) aus den natürliche Zahlen N

In diesem Fall: x = 3 + 11*k für alle k (1..$\infty$) = 14,25,36,...

ad b) 3x $\equiv$ 9 mod 12, x $\equiv$ 3 mod 4 d.h. 4 | (3-x), oder 12 | (9 - 3x)

D.h. es gibt eine Lösung, weil der ggT von (3x,12) die Zahl 9 teilt.

Allgemein: x = c + m*k, für alle k (1..unendlich) aus den natürliche Zahlen N

In diesem Fall: x = 3 + 4*k für alle k (1..$\infty$) = 7,11,15,...

Hapi

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Anmerkung: Die erste Version einer Lösung für 76a war falsch! Habe die Gesetzmäßigkeiten falsch beurteilt.

Beispiel:

8x $\equiv$ 4 mod 16, div 4 = 2x $\equiv$ 1 mod 4, unlösbar, da b < a

8x $\equiv$ 4 mod 15, div 4 = 2x $\equiv$ 1 mod 15, lösbar, x = 8 +1*15k

5x $\equiv$ 9 mod 11, unlösbar, da kein gemeinsamer Teiler

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