Bachillerato 2 - Exp. / Anales sobre la congruencia 10 ejercicios (100% corregidos)

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1. Ejercicios no clasificados E.3142 Recordatorio : Para dos números enteros relativos a y b , se dice que a es con-gruente con b dulo 7 , y se escribe a b ( mod. 7) cuando existe un entero relativo k tal que a = b +7 k . 1 Esta pregunta constituye una restitución organizada de conocimientos : a Sean a , b , c y d números enteros relativos. Demuestre que : Si a b ( mod. 7) y c d ( mod. 7) entonces a · c b · d ( mod. 7) . b De ello se deduce que : para a y b enteros relativos dis-tintos de cero. Si a b ( mod. 7) entonces para todo entero natural n : a n b n ( mod. 7) . 2 Para a =2 y luego para a =3 , determinar un número nat-ural n distinto de cero tal que : a n 1 ( mod. 7) . 3 Sea a un número natural no divisible por 7 . a Demuestre que : a 6 1 ( mod. 7) . b Se denomina orden de a ( mod. 7) , y se designa por k , el menor entero natural distinto de cero tal que a k 1 ( mod. 7) . Demostrar que el resto r de la di-visión euclidiana de 6 por k verifica a r 1 ( mod. 7) . Deduzca que k divide 6. ¾Cuáles son los valores posibles de k ? c Indique el orden dulo 7 de todos los números enteros a comprendidos entre 2 y 6. 4 A cada número natural n se le asocia el número : A n = 2 n + 3 n + 4 n + 5 n + 6 n . Demuestra que : A 2006 6 ( mod. 7) E.3187 Dado un número natural n 2 , se propone estudiar la existencia de tres números naturales x , y y z tales que : x 2 + y 2 + z 2 2 n 1 ( mod. 2 n ) Parte A : Estudio de dos casos particulares : 1 En esta pregunta, se supone que n =2 . Demuestre que 1 , 3 y 5 satisfacen la pregunta anterior. 2 En esta pregunta, se supone que n =3 . a Sea m un número natural. Reproduzca y complete la tabla siguiente que muestra el resto r de la división euclidiana de m por 8 y el resto R de la división eu-clidiana de m 2 por 8. r 0 1 2 3 4 5 6 7 R b ¾Se pueden encontrar tres números naturales x , y y z tales que : x 2 + y 2 + z 2 7 ( mod. 8) ? Parte B: Estudio del caso general en el que n 3 : Supongamos que hay tres números naturales x , y y z tales que : x 2 + y 2 + z 2 2 n 1 ( mod. 2 n ) 1 Justifica que los tres números naturales x , y et z sont son todos impares o que dos de ellos son pares. 2 Se supone que x y y son pares y que z est impar. Planteamos entonces : x = 2 q ; y = 2 r ; z = 2 s + 1 donde q , r , s sont números naturales. a Demuestra que : x 2 + y 2 + z 2 1 ( mod. 4) . b Deduce una contradicción. 3 Asume x , y , z sont impar. a Probar que, para cualquier número natural k non cero, k 2 + k est divisible por 2 . b Determina que : x 2 + y 2 + z 2 3 ( mod. 8) . c Concluye. https://chingmath.fr chapExoCorrec/3142 sacados/3142 chapExoCorrec/3187 sacados/3187
E.3240 Parte A Sea N un número natural, impar no primo. Supongamos N = a 2 b 2 donde a y b son dos números natu-rales. 1 Demuestre que a y b no tienen la misma paridad. 2 Demuestre que N puede escribirse como el producto de dos números naturales p y q . 3 ¾Cuál es la paridad de p y q ? Parte B Supongamos que 250 507 no es primo. Proponemos buscar pares de números naturales ( a ; b ) que ver-ifiquen la relación: ( E ) : a 2 250 507 = b 2 1 Sea X un número natural. a Dar en una tabla, los posibles restos de X dulo 9 ; luego los de X 2 dulo 9 . b Sabiendo que a 2 250 507= b 2 , determinar los posibles restos dulo 9 de a 2 250 507 ; deducir los posibles restos dulo 9 de a 2 . c Demuestre que los posibles residuos dulo 9 de a son 1 y 8 . 2 Justifique que si el par ( a ; b ) verifica la relación ( E ) , en-tonces a 501 . Demuestre que no hay solución del tipo (501 ; b ) . 3 Suponga que el par ( a ; b ) verifica la relación ( E ) . a Demostrar que a es congruente con 503 o con 505 mó-dulo 9 . b Determinar el menor entero natural k tal que el par (505+9 k ; b ) sea solución de ( E ) , y luego dar el par solución correspondiente. Parte C 1 A partir de las partes anteriores, deduzca una escritura de 250 507 en un producto de dos factores. 2 ¾Son primos entre los dos factores? 3 ¾Es única esta escritura? E.3319 1 a Determina según los valores del número natural dis-tinto de cero n el resto en la división euclídea por 9 de 7 n . b Demuestre entonces que : 2005 2005 7 ( mod. 9) . 2 a Demuestra que para cualquier número natural dis-tinto de cero n : 10 n 1 ( mod. 9) . b Denotamos por N un número natural escrito en base diez, llamamos S a la suma de sus dígitos. Demuestra la siguiente relación: N S ( mod. 9) . c Deduce que N es divisible por 9 si, y sólo si, S es divisible por 9 . 3 Supongamos que A = 2005 2005 ; denótese por: B la suma de los dígitos de A ; C la suma de los dígitos de B ; D la suma de los dígitos de C . a Demuestra la siguiente relación: A D ( mod. 9) . b Sabiendo que 2005 < 10000 , demuestre que A se escribe en numeración decimal de 8020 dígitos como máximo. Deduce que : B 72180 . c Demuestra que : C 45 . d Estudiando la lista de enteros menores que 45, deter-mina un mayorante de D menor que 15. e Demuestra que : D =7 . E.3554 A lo largo del ejercicio, n denota un número natural distinto de cero. 1 a Para 1 n 6 , calcula los restos de la división eu-clídea de 3 n por 7 . b Demuestra que, para cualquier n , 3 n +6 3 n es divisible por 7 . Deduce que 3 n y 3 n +6 tienen el mismo resto en la di-visión por 7. c Utilizando los resultados anteriores, calcula el resto de la división euclídea de 3 1 000 entre 7 . d En general, ¾cómo podemos calcular el resto de la di-visión euclídea de 3 n por 7 , para cualquier n ? e Deduce que, para cualquier número natural n , 3 n es primo con 7 . 2 Sea U n =1+3+3 2 + ··· +3 n 1 = n 1 i =0 3 i , donde n es un número natural mayor o igual que 2. a Demuestra que si U n es divisible por 7 entonces 3 n 1 es divisible por 7. b A la inversa, demuestre que si 3 n 1 es divisible por 7 entonces U n es divisible por 7 . Deduce los valores de n tales que U n es divisible por 7 . https://chingmath.fr chapExoCorrec/3240 sacados/3240 chapExoCorrec/3319 sacados/3319 Antilles-Guyane Juin 2005 5 points chapExoCorrec/3554 sacados/3554
E.3572 Proponemos determinar los pares ( n ; m ) de números naturales distintos de cero que verifican la relación: 7 n 3 × 2 m = 1 ( F ) 1 Supongamos m 4 . Demuestre que hay exactamente dos pares de soluciones. 2 Se supone ahora que m 5 . a Demuestre que si el par ( n ; m ) verifica la relación ( F ) entonces : 7 n 1 ( mod. 32) . b Estudiando los restos de la división por 32 de potencias de 7, demuestre que si el par ( n ; m ) verifica la relación ( F ) entonces n es divisible por 4 . c Deduce que si el par ( n ; m ) verifica la relación ( F ) en-tonces : 7 n 1 ( mod. 5) d Para m 5 , ¾existen pares ( n ; m ) de números naturales que verifiquen la relación ( F ) ? 3 Concluya, es decir, determine el conjunto de pares de números enteros naturales distintos de cero que verifican la relación ( F ) . E.3629 Se denomina ( E ) al conjunto de números naturales que pueden escribirse en la forma 9+ a 2 donde a es un número natural distinto de cero; por ejemplo : 10 = 9 + 1 2 ; 13 = 9 + 2 2 ; . . . En este ejercicio se propone estudiar la existencia de elemen-tos de ( E ) que son potencias de 2 , 3 o 5 . 1 Estudio de la ecuación de incógnita a : a 2 + 9 = 2 n donde a N , n N , n 4 . a Demuestre que si a existe, a es impar. b Razonando dulo 4 , demostrar que la ecuación prop-uesta no tiene solución. 2 Estudio de la ecuación de incógnita a : a 2 + 9 = 3 n donde a N , n N , n 3 . a Demostrar que si n 3 , 3 n es congruente con 1 o con 3 dulo 4 . b Demostrar que si a existe, es par y deducir que nece-sariamente n es par. c Se establece n =2 p donde p es un número natural, p 2 . Deduzca de una factorización de 3 n a 2 , que la ecuación propuesta no tiene solución. 3 Estudio de la ecuación desconocida a : a 2 + 9 = 5 n donde a N , n N , n 2 . a Razonando dulo 3 , demuestre que la ecuación no tiene solución si n es impar. b Se establece n =2 p , inspirándonos en 2 c de-mostrar que existe un único número natural a tal que a 2 +9 es una potencia entera de 5 . E.5863 Parte A Consideremos la función f resultante de un algoritmo cuyos argumentos toman valores enteros naturales distintos de cero: Función f(a;b) c 0 Mientras a>b c c+1 a a b Fin Mientras Devolver (c;a) 1 Indicar los valores de las variables tomadas sucesiva-mente durante la llamada a la función f con los valores a =13 y b =4 . 2 Cómo interpretar, en función de los valores a et b pro-porcionados como argumento, el valor del par devuelto por la función f durante una llamada. Parte B A cada letra del alfabeto se le asigna, según la tabla siguiente, un número entero comprendido entre 0 y 25 . a b c d e f g h i j k l m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 n o p q r s t u v w x y z 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Se define un proceso de codificación de la siguiente manera : Paso 1: A la letra que se desea codificar se le asigna el número entero m correspondiente en la tabla. Paso 2: Se calcula el resto de la división euclidiana de 9 m +5 por 26 y se anota como p . Paso 3: Al número entero p , asociamos la letra correspon-diente en el tableau 1 Coder la letra U . 2 Modifier la función f del algoritmo de la parte A para que a un valor de m introducido por el usuario, devuelva el valor de p , calculado mediante el proceso de codificación anterior. Parte C 1 Encuentra un número entero x tal que : 9 x 1 ( mod. 26) . 2 Démontrer entonces la equivalencia: 9 m +5 p ( mod. 26) m 3 p 15 ( mod. 26) 3 Décoder entonces la letra B . https://chingmath.fr chapExoCorrec/3572 sacados/3572 chapExoCorrec/3629 sacados/3629 Asie Juin 2004 chapExoCorrec/5863 sacados/5863
E.5960 1 Demostrar que, para todo número natural n , 2 3 n 1 es un múltiplo de 7 (se puede utilizar un razonamiento por recurrencia) . Deduzca que 2 3 n +1 2 es un múltiplo de 7 y que 2 3 n +2 4 es un múltiplo de 7 . 2 Determine los restos de la división por 7 de las potencias de 2 . 3 Siendo el número p un número natural, consideramos el número entero: Q p = 2 p + 2 2 p + 2 3 p a Si p =3 n , ¾cuál es el resto de la división de A p por 7 ? b Demuestre que si p =3 n +1 , entonces A p es divisible por 7 . c Estudiar el caso en el que p =3 n +2 4 Consideramos los números enteros a y b escritos en el sistema binario: a = 1 001 001 000 ; b = 1 000 100 010 000 Comprueba que estos dos números son números de la forma A p . ¾Son divisibles por 7 ? E.6795 Las partes A y B pueden tratarse de forma independiente. Parte A Para cifrar un mensaje, se utiliza un cifrado afín. Cada letra del alfabeto se asocia a un número entero, tal y como se indica en la tabla siguiente : A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Sea x el número entero asociado a la letra que se va a cod-ificar. Se determina el resto y de la división euclidiana de 7 x +5 por 26 , y luego se deduce la letra asociada a y (que es la que codifica la letra original) . Ejemplo : M correspondiente a x =12 7 × 12 + 5 = 89 O 89 11 ( mod. 26) y 11 correspondientes a la letra L , por lo que la letra M se codifica con la letra L . 1 Codificar la letra L . 2 a Sea k un número entero relativo. Demostrar que si k 7 x ( mod. 26) , entonces 15 · k x ( mod. 26) . b Demostrar la recíproca de la implicación anterior. c Deduzca que y 7 x +5 ( mod. 26) equivale a x 15 · y + 3 ( mod. 26) . 3 Con ayuda de la pregunta anterior, descifre la letra E . Parte B Consideremos las sucesiones a n y b n tales que a 0 y b 0 son números enteros comprendidos entre 0 y 25 inclusive y para todo número natural n : a n +1 = 7 · a n + 5 b n +1 = 15 · b n + 3 Demostrar que para todo número natural n : a n = a 0 + 5 6 × 7 n 5 6 Se admite para el resto del problema que para todo número natural n : b n = b 0 + 3 14 × 15 n 3 14 Parte C Descifrar un mensaje codificado con un cifrado afín no pre-senta ninguna dificultad (se pueden probar los 312 pares de coeficientes posibles) . Para aumentar la dificultad del de-scifrado, se propone utilizar una clave que indique para cada letra el número de veces que se le aplica el cifrado afín de la parte A . Por ejemplo, para codificar la palabra MATH con la clave 2 2 5 6 , se aplica ˇ2ı veces el cifrado afín a la letra M (lo que da E ) , ˇ2ı veces el cifrado de la letra A , ˇ5ı veces el cifrado a la letra T y, por último, ˇ6ı veces el cifrado a la letra H . En esta parte, utilizaremos la clave 2 2 5 6 . Descifrar la letra Q en la palabra IY Y Q . https://chingmath.fr chapExoCorrec/5960 sacados/5960 Polynesie Juin 1999 chapExoCorrec/6795 sacados/6795