Olimpíadas(Vietnã - 74) Equações diofantinas lineares

Aqui devem ser postados problemas Olímpicos. Informe a olimpíada e o ano no título do tópico. Exemplo: (OBM - 2008).
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Deleted User 23699
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Set 2020 08 11:18

(Vietnã - 74) Equações diofantinas lineares

Mensagem não lida por Deleted User 23699 »

a) Quantos inteiros positivos n são tais que n é divisível por 8 e n + 1 é divisível por 25?
b) Quantos inteiros positivos n são tais que n é divisível por 21 e n+1 é divisível por 165?
c) Determine todos os inteiros positivos n tais que n é divisível por 9, n+1 é divisível por 25 e n+2 é divisível por 4?
Resposta

a) infinitos, todos da forma 24+200t
b) nenhum
c) n = 774 + 900k

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goncalves3718
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Set 2020 24 13:42

Re: (Vietnã - 74) Equações diofantinas lineares

Mensagem não lida por goncalves3718 »

a) Se [tex3]n[/tex3] é divisível por [tex3]8[/tex3] e [tex3]n+1[/tex3] por [tex3]25[/tex3] , podemos dizer que:

[tex3]8|n \implies n = 8k , k\in \mathbb{N}[/tex3]

[tex3]25|n+1 \implies n+1= 25q , q \in \mathbb{N}[/tex3]

Perceba que [tex3](n+1) - n =1[/tex3] .
Logo:

[tex3]25q -8k = 1[/tex3]

Como [tex3]mdc(25,8) = 1[/tex3] e [tex3]1|1[/tex3] , a equação diofantina apresenta solução!
Por teoria sabe-se que descoberta uma solução particular [tex3](x_0,y_0)[/tex3] da equação diofantina [tex3]ax+by = c[/tex3] temos que a solução será da forma:

[tex3](x_0 +bt, y_0 - at), t \in \mathbb{Z}[/tex3]

Utilizando congruências para achar uma solução particular:

[tex3]1q - 0k \equiv 1\, (mod \,8) [/tex3]
[tex3]q \equiv 1 \, (mod \, 8)[/tex3]

Podemos ter então [tex3]q =1[/tex3] , e nossa solução geral para [tex3]q[/tex3] será [tex3]q = 1+8t \implies \boxed{\boxed{q = 8t +1}} [/tex3]
Se [tex3]q = -8t+1[/tex3] , segue que:

[tex3]25(8t+1) -8k = 1 \implies 25 \cdot (8t) + 25 -8k = 1 \implies 8k = 25 \cdot (8t) +24 \implies \boxed{\boxed{k = 25t + 3}}[/tex3]

Como [tex3]n= 8k \implies n = 8(25t+3) \implies n = 200t + 24[/tex3]

e

[tex3]n+1 = 25q \implies n+1 = 25(8t+1) \implies n+1 = 200t +25 \implies n = 200t+24[/tex3]

O que é verdade, pois a igualdade ocorre.
Resposta

Obs: [tex3]t \geq 0[/tex3] devido às condições do enunciado. Como [tex3]n[/tex3] deve ser inteiro positivo o menor [tex3]t[/tex3] para que isso ocorra é [tex3]0[/tex3] , caso seja menor teremos números inteiros negativos!
b) Pelo mesmo raciocínio [tex3]21|n[/tex3] e [tex3]165| n+1 [/tex3] , então:

[tex3]n = 21k[/tex3] e [tex3]n+1 = 165q[/tex3]

[tex3]165q - 21k = 1[/tex3]

Como [tex3]mdc(165,21) = 3[/tex3] e [tex3]3[/tex3] não divide [tex3]1[/tex3] , essa equação diofantina não tem solução!

Editado pela última vez por goncalves3718 em 24 Set 2020, 13:50, em um total de 1 vez.
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