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Forum "Zahlentheorie" - Lösbarkeit einer Gleichung
Lösbarkeit einer Gleichung < Zahlentheorie < Algebra+Zahlentheo. < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Lösbarkeit einer Gleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:48 Di 14.08.2007
Autor: peder

Aufgabe
Hat die Gleichung
                 [mm] x^2 [/mm] + 91y = 5
eine ganzzahlige Lösung?

Hallo zusammen,

also ich hab die Gleichung erstmal in ne mod-Gleichung umgeschrieben und es dann mit dem quadratischen Reziprozitätsgesetz versucht. Weiß aber nicht ob das stimmen kann, denn dann wär´s wohl zu einfach.
Also mein Versuch:

[mm] x^2+91y=5 \gdw x^2=-91y+5 \Rightarrow x^2\equiv5 [/mm] mod91

und dann das Reziprozitätsgesetz hergenommen:

[mm] (\bruch{5}{91}) [/mm] = [mm] (\bruch{91}{5}) [/mm] = [mm] (\bruch{1}{5}) [/mm] = 1
und folglich gibt es einen quadratischen Rest also ist die Gleichung lösbar.

-hmm habe gerade bemerkt, dass 91 ja gar keine Primzahl ist, folglich ist mein Ansatz also komplett falsch.
Könnt ich so vorgehen, wenn 91 eine Primzahl wäre und wie muss ich richtig an diese Aufgabe rangehen?

Gruß, Michi

p.s.: habe gleich noch eine evtl. ähnliche Aufgabe die ich aber gleich als neue Frage stelle.


p.p.s.: ich habe diese Frage in noch keinem anderen Forum gestellt

        
Bezug
Lösbarkeit einer Gleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:47 Di 14.08.2007
Autor: DirkG

Versuch's doch einfach mal mit Modul 7 statt Modul 91... ;-)

Gruß,
Dirk

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Bezug
Lösbarkeit einer Gleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:06 Di 14.08.2007
Autor: peder

Man Dirk zu bist ja echt rasend schnell!!!
Danke :-)!

also noch mal kurz zum allgemeinen Verständniss:
ich muss solche Gleichungen gar nicht unbedingt "mod der vorkommenden Zahlen betrachten" (also hier im Beispiel 91) sondern kann die sie einfach mod irgendnem (am besten primen ;-)) Teiler (also hier z.b. 7, da 7 Teiler von 91) betrachten. Also kann ich mir das immer passend hinbasteln?

zurück zur Aufgabe: ich kann also sagen
[mm] x^2 [/mm] + 91y = 5 in mod 7 betrachten  [mm] \Rightarrow x^2\equiv [/mm] 5mod7
[mm] \Rightarrow (\bruch{5}{7}) [/mm] = [mm] (\bruch{7}{5}) [/mm] = [mm] (\bruch{2}{5}) [/mm] = -1  [mm] \Rightarrow [/mm] es gibt keinen quadratischen Rest [mm] \Rightarrow [/mm]  Gleichung besitzt keine Lösung



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Bezug
Lösbarkeit einer Gleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:21 Di 14.08.2007
Autor: felixf

Hallo Michi

> Man Dirk zu bist ja echt rasend schnell!!!
>  Danke :-)!
>  
> also noch mal kurz zum allgemeinen Verständniss:
>  ich muss solche Gleichungen gar nicht unbedingt "mod der
> vorkommenden Zahlen betrachten" (also hier im Beispiel 91)
> sondern kann die sie einfach mod irgendnem (am besten
> primen ;-)) Teiler (also hier z.b. 7, da 7 Teiler von 91)
> betrachten. Also kann ich mir das immer passend
> hinbasteln?

Genau, du kannst den Modulus beliebig waehlen. (Nur die meisten helfen dir nicht bei der Gleichung weiter.) Indem du einen Teiler des Koeffizienten von $y$ nimmst, reduzierst du das auf eine Gleichung in einer Variablen, und da sie quadratisch ist, kann man hier einfach auf Loesbarkeit testen.

> zurück zur Aufgabe: ich kann also sagen
> [mm]x^2[/mm] + 91y = 5 in mod 7 betrachten  [mm]\Rightarrow x^2\equiv[/mm]
> 5mod7
>  [mm]\Rightarrow (\bruch{5}{7})[/mm] = [mm](\bruch{7}{5})[/mm] =
> [mm](\bruch{2}{5})[/mm] = -1  [mm]\Rightarrow[/mm] es gibt keinen
> quadratischen Rest [mm]\Rightarrow[/mm]  Gleichung besitzt keine
> Lösung

Genau. Dies zeigt ja: haettest du eine Loesung, so wuerdest du einen Widerspruch zu [mm] $(\frac{5}{7}) [/mm] = -1$ bekommen.

LG Felix


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Lösbarkeit einer Gleichung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 07:15 Mi 15.08.2007
Autor: peder

Super!

Danke auch an dich Felix. Das hilft mir enorm weiter!

schönen Tag noch,
                                 Michi

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Lösbarkeit einer Gleichung: Revision?!
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 08:55 Fr 24.08.2007
Autor: Sandycgn

Seltsam! Ich würde die Aufgabe ganz anders lösen:

[mm] (\bruch{5}{91})=(\bruch{5}{7})(\bruch{5}{13})=(\bruch{7}{5})(\bruch{13}{5})=(\bruch{2}{5})(\bruch{3}{5})=(\bruch{2}{5})(\bruch{5}{3})=(\bruch{2}{5})(\bruch{2}{3}) [/mm]

Nach dem 2. Ergänzungssatz zum Reziprozitätsgesetz gilt nun:

[mm] (\bruch{2}{5})=(-1)^{\bruch{5^2-1}{8}}=-1 [/mm]
[mm] (\bruch{3}{5})=(-1)^{\bruch{3^2-1}{8}}=-1 [/mm]

Also:
[mm] (\bruch{2}{5})(\bruch{3}{5})=(-1)(-1)=1 [/mm]

Also hat die Gleichung [mm] x^2+91y=5 [/mm] eine ganzzahlige Lösung.


Mache ich etwa einen Fehler?! Ich bin mir keines einzigen bewusst! :o)


Mache ich einen Fehler?!

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Lösbarkeit einer Gleichung: Eher nicht.
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:48 Fr 24.08.2007
Autor: angela.h.b.


> Seltsam! Ich würde die Aufgabe ganz anders lösen:
>  
> [mm][mm] (\bruch{5}{91})=(\bruch{5}{7})(\bruch{5}{13}) [/mm]

Hallo,

ich bin zugegebenermaßen nicht so ganz "drin" in der Materie, aber obiger Schritt erscheint mir falsch.
Wie hast Du das gerechnet?

Gruß v. Angela

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Lösbarkeit einer Gleichung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:39 Fr 24.08.2007
Autor: Sandycgn

Nach folgender Regel:

Sei [mm] (\bruch{a}{n}) [/mm] mit [mm] n=(p_1)^{a_1}*...*(p_r)^{a_r}. [/mm]

Dann gilt: [mm] (\bruch{a}{n})=(\bruch{a}{p_1})^{a_1}*...*(\bruch{a}{p_3})^{a_r} [/mm]



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Lösbarkeit einer Gleichung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:50 Fr 24.08.2007
Autor: angela.h.b.


> Nach folgender Regel:
>  
> Sei [mm](\bruch{a}{n})[/mm] mit [mm]n=(p_1)^{a_1}*...*(p_r)^{a_r}.[/mm]
>  
> Dann gilt:
> [mm](\bruch{a}{n})=(\bruch{a}{p_1})^{a_1}*...*(\bruch{a}{p_3})^{a_r}[/mm]
>  


Bist Du Dir sicher, daß es solch eine Regel gibt?

Im meinem schlauen Buch steht nur so etwas: p, [mm] p_i [/mm] Primzahlen, [mm] a_i \in \IN. [/mm]

Dann ist [mm] (\bruch{\Pi p_i^{a_i}}{p}= \Pi (\bruch{p_i}{p})^{a_i}. [/mm]

Gruß v. Angela



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Lösbarkeit einer Gleichung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:00 Fr 24.08.2007
Autor: Sandycgn

Du hast Recht! Ich habe mich vertan! Ich hab's mit dem Jacobi-Symbol verwechselt....

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