Cómo resolver: [matemática] 25x – 108y = 1 [/ matemática] con [matemática] x [/ matemática] y [matemática] y [/ matemática] enteros

Reorganizar la ecuación como 25x = 1 + 108y

Para que x e y sean enteros,

(1 + 108y) debe ser un múltiplo de 25

108y debe ser un número que termine en (0 o 5) menos 1 ya que los múltiplos de 25 terminan con 0 o 5

(0–1) no tiene sentido, por lo que debe ser (5–1) o 4

Para que 108y termine en 4, y tiene que ser 3,13,23,33 …… o 8,18,28,38,48, ……

Cuando y = 3, x = {1+ (3 × 108)} ÷ 25 = 325/25 = 65/5 = 13 Ok

Cuando y = 8 x = {1+ (108 × 8) / 25} = 865/25 = 173/5, KO, NO ES UN INTEGER

cuando y = 28, x = 1 + 108 * 28/25 = 3025/25 = 605/5 = 141 …… OK

cuando y = 38, x = 1 + 108 * 38/25 = 4105/25 = 821/5 …… KO

CUANDO y = 10k + 8, x = (1+ (10k + 8) = (33 + 10k) / 25, 33 + 10k = 25m o 25 + 8 + 10k = 25m, o

8 + 10k = 25n o 25n – 10k = 8

SO la solución (y, x) es (3,13), (28,141,), ………

Es importante jugar con los números para obtener una idea general de cómo funcionan las cosas. Para facilitar el violín, reescribe la expresión de la siguiente manera.

[matemáticas] 25x – 108y = 1 \ Rightarrow x = \ frac {{108y + 1}} {{25}} = \ frac {{100y + 8y + 1}} {{25}} = 4y + \ frac {{ 8y + 1}} {{25}} [/ matemáticas]

Entonces jugamos con la fracción. 25 debe dividir [matemática] 8y + 1 [/ matemática], los primeros valores [matemática] 3 [/ matemática] de y positivo que funcionan son [matemática] 3 [/ matemática], [matemática] 28 [/ matemática] y [ matemáticas] 53 [/ matemáticas]. El patrón que ves es que las y aumentan en 25 cada vez. ¿Son los mismos 25 que en la pregunta? ¡Creo que sí!

Porque es divertido, demostremos que cada paso de [math] 25 [/ math] lleva a otro que funciona. Esta es una progresión aritmética con término general [matemática] 3 + 25t. [/ Matemática] La verificación es simple.

[matemática] \ frac {{8 (25t + 3) + 1}} {{25}} = \ frac {{8 \ veces 25t + 25}} {{25}} = 8t + 1 [/ matemática].

¡Funciona! Entonces, la solución general para [matemática] y [/ matemática] es [matemática] y = 25t + 3 [/ matemática].

Pero, ¿qué pasa con [matemáticas] x [/ matemáticas]?

[matemáticas] x = 4y + \ frac {{8y + 1}} {{25}} = 108t + 13 [/ matemáticas].

Me pregunto si ese es el 108 de la pregunta. ¡Creo que sí!.

La forma más simple es mediante el uso del algoritmo euclidiano para encontrar el máximo divisor común. (Tenga en cuenta que 25 y 108 son relativamente primos, por lo que su MCD es igual a 1).

Primero, comenzamos con 108 y 25. Dividimos 108 por 25, lo que nos da un cociente de 4 y un resto de 8. Esto significa que podemos escribir [matemáticas] 8 = 108 – 4 \ cdot25 [/ matemáticas].

Ahora, tenemos 25 y 8. Dividir 25 entre 8 nos da un cociente de 3 y un resto de 1. Podemos escribir [matemáticas] 1 = 25 – 3 \ cdot8 [/ matemáticas].

Ahora. la combinación de ambos resultados nos da: [matemática] 1 = 25 – 3 \ cdot (108 – 4 \ cdot 25) = 13 \ cdot 25 – 3 \ cdot 108 [/ math].

Esta es una ecuación lineal de diofantina

Para las ecuaciones de la forma, [math] ax + by = c, [/ math] las soluciones, si existen, son de la forma

[matemáticas] x = x_1- \ dfrac {kb} {mcd (a, b)}, y = y_1 + \ dfrac {ka} {mcd (a, b)} [/ matemática]

donde [matemática] x_1 [/ matemática] y [matemática] y_1 [/ matemática] son solo un conjunto de soluciones del conjunto general de soluciones, obtenidas durante el Algoritmo euclidiano inverso, y [matemática] k \ in \ Z [/ matemática ]

Requerimos [math] mcd (25,108) [/ math]

Usando Algoritmo Euclidiano

[matemáticas] 108 = 4 \ por 25 + \ en caja {8} [/ matemáticas]

[matemáticas] 25 = 8 \ veces 3 + \ en caja {1} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica mcd (25,108) = 1 [/ matemáticas]

Como [math] mcd (25,108) \ mid 1 [/ math], por lo tanto, esta ecuación tiene infinitas soluciones.


Ahora, usamos [math] gcd [/ math] y trabajamos al revés

[matemáticas] 1 = 25–8 \ veces 3 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica 1 = 25–3 (108–4 \ veces 25) [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica 1 = (13) \ veces (25) + (3) \ veces (-108) [/ matemáticas]

Por lo tanto

[matemáticas] (x_1, y_1) = (13,3) [/ matemáticas]

Y la solución general viene dada por

[matemáticas] x = 13- \ dfrac {k (-108)} {1} = 13 + 108k [/ matemáticas]

[matemáticas] y = 3 + \ dfrac {k (25)} {1} = 3 + 25k [/ matemáticas]

donde [matemáticas] k \ in \ Z [/ matemáticas]

Primero, (13,3) es una solución obvia. De manera más general, puede encontrar una solución utilizando Euclidean Division.

Primero, sabemos que 25 * 13–108 * 3 = 1, y estamos buscando enteros (x, y) tales que:

25 * x-108 * y = 25 * 13–108 * 3

entonces

25 * (x-13) = 108 * (y-3)

Entonces 25 divide 108 * (y-3), según el Lema de Gauss, 25 divide (y-3), luego y-3 = 25 * k donde k es un número entero.

También tenemos que 25 * x = 108y + 1, luego 25 * x = 108 * (25 * k + 3) + 1 = 25 * 108 * k + 325, entonces x = 108 * k + 13.

25x = 1 + 108 años

x = (1 + 108y / 25)

25 (1 + 108y / 25) -108y = 1

1 = 1

entonces x = (1 + 108y / 25) podría ser una respuesta o podría resolver el valor y.