29 Det enda heltalet n som satisfierar båda dessa villkor är n = 55. För detta värde på n får vi x = 5, y = 5.

Relevanta dokument
1. Ange samtliga uppsättningar av heltal x, y, z som uppfyller båda ekvationerna. x + 2y + 24z = 13 och x 11y + 17z = 8.

x2 6x x2 6x + 14 x (x2 2x + 4)

MA2047 Algebra och diskret matematik

4x 1 = 2(x 1). i ( ) får vi 5 3 = 5 1, vilket inte stämmer alls, så x = 1 2 är en falsk rot. Svar. x = = x x + y2 1 4 y

Lösningar till övningstentan. Del A. UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Styf. Övningstenta BASKURS DISTANS

1. (a) Lös ekvationen (2p) ln(x) ln(x 3 ) = ln(x 6 ). (b) Lös olikheten. x 3 + x 2 + x 1 x 1

Komplexa tal: Begrepp och definitioner

A-del. (Endast svar krävs)

Övningshäfte 2: Komplexa tal

Rekursionsformler. Komplexa tal (repetition) Uppsala Universitet Matematiska institutionen Isac Hedén isac

TATM79: Föreläsning 3 Komplexa tal

SF1661 Perspektiv på matematik Tentamen 24 oktober 2013 kl Svar och lösningsförslag. z 11. w 3. Lösning. De Moivres formel ger att

Explorativ övning 7 KOMPLEXA TAL

Kompletteringskompendium

Introduktion till Komplexa tal

Övningshäfte 2: Komplexa tal (och negativa tal)

Lösningsförslag TATM

Dugga 2 i Matematisk grundkurs

z = 4 + 3t P R = (5 + 2t, 4 + 2t, 4 + 3t) (1, 1, 3) = (4 + 2t, 3 + 2t, 1 + 3t)

1.1 Den komplexa exponentialfunktionen

BASPROBLEM I ENDIMENSIONELL ANALYS 1 Jan Gustavsson

Tentamensuppgifter, Matematik 1 α

1. (a) Formulera vad som skall bevisas i basfallet och i induktionssteget i ett induktionsbevis av påståendet att. 4 5 n för alla n = 0, 1, 2, 3,...

Polynom över! Till varje polynom hör en funktion DEFINITION. Grafen till en polynomfunktion

1 Tal, mängder och funktioner

Lösningar till Algebra och kombinatorik

MA2047 Algebra och diskret matematik

forts. Kapitel A: Komplexa tal

Föreläsning 1. Kursinformation All viktig information om kursen ska kunna läsas på kursens hemsida

Complex numbers. William Sandqvist

= ( 1) ( 1) = 4 0.

Euklides algoritm för polynom

Exempel. Komplexkonjugerade rotpar

TATM79: Föreläsning 7 Komplexa exponentialfunktionen och binomiska ekvationer

Referens :: Komplexa tal

x 2 4 (4 x)(x + 4) 0 uppfylld?

Manipulationer av algebraiska uttryck

Referens :: Komplexa tal version

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

Hela tal LCB 1999/2000

TATM79: Föreläsning 1 Notation, ekvationer, polynom och summor

SF1661 Perspektiv på matematik Tentamen 20 oktober 2011 kl Svar och lösningsförslag

Matematik 4 Kap 4 Komplexa tal

(A B) C = A C B C och (A B) C = A C B C. Bevis: (A B) C = A C B C : (A B) C = A C B C : B C (A B) C A C B C

Föreläsning 9: Komplexa tal, del 2

Tillämpad Matematik I Övning 1

Uppföljning av diagnostiskt prov Repetition av kursmoment i TNA001-Matematisk grundkurs.

Referens :: Komplexa tal version

Teori :: Diofantiska ekvationer v1.2

Lösningar till Algebra och kombinatorik

2 Tillämpad Matematik I, Övning 1 HH/ITE/BN. De objekt som finns G men inte i H.

e x x + lnx 5x 3 4e x (0.4) x 0 e 2x 1 a) lim (0.3) b) lim ( 1 ) k. (0.3) c) lim 2. a) Lös ekvationen e x = 0.

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson

Ekvationer och system av ekvationer

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

Lösningsförslag TATM

Delbarhet och primtal

Finaltävling i Uppsala den 24 november 2018

Ekvationer och olikheter

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 5

1 Addition, subtraktion och multiplikation av (reella) tal

Matematisk kommunikation för Π Problemsamling

Polynomekvationer (Algebraiska ekvationer)

Lösningsförslag till Tentamen i 5B1118 Diskret matematik 5p 22 augusti, 2001

Experimentversion av Endimensionell analys 1

Matematiska uppgifter

Om komplexa tal och funktioner

k=0 kzk? (0.2) 2. Bestäm alla holomorfa funktioner f(z) = f(x + iy) = u(x, y) + iv(x, y) sådana att u(x, y) = x 2 2xy y 2. 1 t, 0 t 1, f(t) =

Matematisk kommunikation för Π Problemsamling

Komplexa tal. i 2 = 1, i 3 = i, i 4 = i 2 = 1, i 5 = i,...

TNA001- Matematisk grundkurs Tentamen Lösningsskiss

sanningsvärde, kallas utsagor. Exempel på utsagor från pass 1 är

Andragradsekvationer. + px + q = 0. = 3x 7 7 3x + 7 = 0. q = 7

Radien r och vinkeln θ för komplexa tal i polär form och potensform: KOMPLEXA TAL. ) (polär form) (potensform)

Material till kursen SF1679, Diskret matematik: Lite om kedjebråk. 0. Inledning

den reella delen på den horisontella axeln, se Figur (1). 1

, S(6, 2). = = = =

Analys o Linjär algebra. Lektion 7.. p.1/65

Grupper och RSA-kryptering

Crash Course Envarre2- Differentialekvationer

Övningshäfte 3: Polynom och polynomekvationer

Komplexa tal. z 2 = a

PRIMTALEN, MULTIPLIKATION OCH DIOFANTISKA EKVATIONER

Talteori (OBS en del frågor gäller diofantiska ekvationer och de tas inte upp från och med hösten 2012)

Allmänna Tredjegradsekvationen - version 1.4.0

TATA42: Föreläsning 9 Linjära differentialekvationer av ännu högre ordning

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen Tisdagen den 15 december, 2009 DEL A

= 1 h) y 3 = 4(x 1) i) y = 17 j) x = 5. = 1 en ekvation för linjen genom a) (6, 0) och (0, 5) b) (9, 0) och (0, 5)

Sidor i boken V.L = 8 H.L. 2+6 = 8 V.L. = H.L.

Några satser ur talteorin

Lösningar till tentamen i Transformmetoder okt 2007

POLYNOM OCH POLYNOMEKVATIONER

S n = (b) Med hjälp av deluppgift (a) beräkna S n. 1 x < 2x 1? i i. och

Kvalificeringstävling den 29 september 2009

Facit till Några extra uppgifter inför tentan Matematik Baskurs. x 2 x

Repetitionsuppgifter inför Matematik 1-973G10. Matematiska institutionen Linköpings universitet 2014

Läsanvisningar och övningsuppgifter i MAA150, period vt Erik Darpö

Planering för Matematik kurs E

Kontrollskrivning KS1T

Matematiska uppgifter

Transkript:

Tentamenskrivning MATA15 Algebra: delprov 1, 6hp Lördagen den 3 november 01 Matematikcentrum Matematik NF LÖSNINGSFÖRSLAG 1 a) Lös den diofantiska ekvationen 9x + 11y 00 b) Ange alla lösningar x, y) sådana att x och y är positiva heltal a) Vi börjar med att notera att den givna diofantiska ekvationen är lösbar eftersom SGD9, 11) 1 och 1 00 Vi söker en partikulär lösning till denna ekvation genom att först bestämma en partikulär lösning till ekvationen 9x + 11y 1 med hjälp av Euklides algoritm Vi har att 9 11 + 7, 11 7 1 +, 7 1 + 3, 3 1 + 1 vilket ger 1 3 7 ) 7 11 7) 7 11 7 3 11 9 11 ) 3 11 8 9 3 9 3) + 11 8 Detta ger att x 0 3 och y 0 8 utgör en lösning till hjälpekvationen och härmed är x 1 3 00 600 och y 1 8 00 1600 en lösning till den givna ekvationen, dvs: 9 600) + 11 1600 00 ) Om vi subtraherar ) ledvis från den givna ekvationen får vi följande samband: 9x + 600) + 11y 1600) 0 9x + 600) 11y 1600) Eftersom SGD9, 11) 1 så måste 9 y 1600) och 11 x + 600) Detta medför att samtliga heltalslösningar till den givna ekvationen är av formen { x 600 + 11n, n Z y 1600 9n b) Villkoren x > 0 och y > 0 i ekvationen ovan medför att n > 600 11 5 + 6 och n < 1600 11 9 55 + 5 9 Det enda heltalet n som satisfierar båda dessa villkor är n 55 För detta värde på n får vi x 5, y 5 Var god vänd!

Ange de komplexa rötterna till ekvationen z 3 1 + i) 5 1 + 3 i ) 3 1 i) på formen re iθ och skissa dem som punkter i det komplexa talplanet Vi börjar med att skriva det komplexa talet i högerledet på polär form Dess absolutbelopp ges av medan dess argument är lika med ) 1 + i 5 5 1 + 3 i 3 1 i 3 ) 3/ 5 arg 1 + i) 3 arg 1 + ) 3 i arg 1 i) 5 π 3 π 3 π) 3π Ekvationens högerled kan alltså skrivas som 3/ e 3πi/ och i vänsterledet sätter vi z re iθ vilket medför att z 3 r 3 e 3iθ Ekvationen blir: r 3 e 3iθ 3/ e 3πi/, vilket ger att r 1/ och θ π + πk, k Z Rötterna till ekvationen ges av 3 z k 1/ e π/+πk/3)i, k 0, 1, Punkterna z k ligger på en cirkel med centrum i punkten origo och radie 1/ i det komplexa talplanet, jämnt fördelade på vinkelavståndet π 3 från π, se figuren nedan Figur 1: ekvationens rötter

3 a) Bestäm den konstanta termen i utvecklingen av x 1 ) 9 x b) Hur många olika bokstavskombinationer kan man bilda med bokstäverna i ordet a) Enligt binomialsatsen har vi att x 1 ) 9 x 9 k0 TALLAHASSEE? ) 9 x ) 9 k 1 ) k k x 9 k0 ) 9 1) k k x 18 3k k Den konstanta termen i utvecklingen fås för k sådant att 18 3k 0, dvs för k 6: ) ) 9 9 1) 6 6 6 9 8 7 6 3 1 3 6 1 16 b) Ordet TALLAHASSEE innehåller 11 bokstäver Det finns 11! olika permutationer av de 11 bokstäverna om vi betraktar dem som olika, dvs om skiljer på de 3 A:na, E:na, L:en och S:en i ordet Om man sedan betraktar bokstäverna som lika så har varje distinkt permutation räknats 3!!!! gånger bland de 11! permutationerna Antalet olika bokstavskombinationer ges alltså av Ekvationen 11! 3!!!! 831600 z 3 1 + 3i)z 6 3i)z + 8 + 6i 0 har en reell rot Lös ekvationen fullständigt Om z a, a R, är en reell rot till ekvationen ovan så gäller att a 3 1 + 3i)a 6 3i)a + 8 + 6i 0 För a R är likheten ovan uppfylld om och endast om både realdelen och imaginärdelen av vänsterledet är lika med 0, vilket ger a 3 a 6a + 8 0 och 3a + 3a + 6 0 Den andra ekvationen har rötterna a 1 och a Insättning i den första ekvationen visar att endast a satisfierar båda ekvationerna Således är z den enda reella roten till den ursprungliga ekvationen Enligt faktorsatsen följer att z delar det komplexa polynomet pz) i ekvationens vänsterled Dividerar vi pz) med z så får vi kvoten qz) z + 1 3i)z 3i Ekvationens övriga rötter satisfierar qz) 0 Vi löser denna andragradsekvation med komplexa koefficienter med känd lösningsmetod Kvadratkomplettering ger ) ) 1 3i 1 3i ) 1 3i z + z + + + 3i Var god vänd!

z + 1 3i ) 8 6i + + 3i z + 1 3i ) + 3i Vi sätter nu w z + 1 3 i och skriver w x + iy, x, y R Ekvationen ovan blir: x + iy) + 3i ) Identifiering av real- och imaginärdelar samt absolutbelopp av vänster- och högerled ger: x y Re w Re + 3i )) xy 3 Im w Im + 3i )) x + y 5 w + 3i ) Den sista likheten följer av att + 3i + 9 5 5 Ledvis addition av den första och den sista ekvationen ger x 9 x 9 x ± 3 Insättning i den andra ekvationen ger y 3 x ±1 då x ± 3 Vi får två lösningar till ekvationen ), nämligen: w 1 3 + 1 i och w 3 1 i Ur sambandet w z + 1 3 i, dvs z w 1 + 3 i, får vi lösningarna till ekvationen qz) 0: z 1 w 1 1 + 3 i 1 + i och z w 1 + 3 i + i 5 Visa med induktion att olikheten n k k1 nn + 1) gäller för alla positiva heltal n Låt P n beteckna olikheten ovan för n 1,, 3, För n 1 är båda sidorna i olikheten lika med 1, så påståendet P 1 är sant Antag nu att P p är sant för något naturligt tal p 1 dvs p k1 k }{{} VL p pp + 1) }{{} HL p IA)

Vi visar att i så fall gäller att P p+1 är sant, dvs Vi har att p+1 k k1 }{{} VL p+1 p + 1)p + ) }{{} HL p+1 VL p+1 VL p + p + 1) IA HL p + p + 1) pp + 1) + p + 1) p + 1) p + ) Det räcker alltså att visa att vilket är ekvivalent med Den sista olikheten följer från p + 1) p + ) p + 1)p + ), p 1, p + 1)p + ) p + ), p 1 p + )p + 1) p + ) p + 5p + p p p 1 Sålunda är P p+1 sant om P p är sant Detta tillsammans med det faktum att P 1 är sant medför enligt induktionsprincipen att P n är sant för alla naturliga tal n 1 6 a) Låt a och b vara positiva heltal och antag att b är udda Visa t ex genom att använda formeln för geometriska summor att a b + 1 är delbart med a + 1 b) Låt k vara ett positivt heltal Visa att om k + 1 är ett primtal, så är k n för något naturligt tal n a) Låt b vara ett udda naturligt tal och betrakta följande geometriska summa med konstant kvot a 1 och b stycken termer: 1 + a) + a) + + 1) b 1 a)b 1 a) 1 Om b är udda så gäller att a) b a b och vi kan skriva och härmed gäller att a b + 1 a + 1) a) b 1 a) 1 ab 1 a 1 ab + 1 a + 1 1 + a) + a) + + a) b 1) Sålunda är a b + 1 delbart med a + 1 b) Antag nu att k inte är en potens av Då är k n b för något naturligt tal n och något udda heltal b 3 Detta medför att k + 1 n b + 1 n ) b + 1 är delbart med n + 1 Eftersom b 3 så gäller att 1 < n + 1 < n ) b + 1 k + 1 Detta visar att n + 1 är en icke-trivial delare till k + 1, som i så fall inte är ett primtal