الرياضيات · المسرد

ما معنى قابلية القسمة؟

تعريف 29.1 رياضيات المرحلة الثانوية · الفصل 29 — الحساب

ليكن a,bZa, b \in \Z. نقول إن bb يقسم aa، ويُكتب bab \mid a، إذا وُجد kZk \in \Z حيث a=kba = kb. ونقول أيضًا إن aa مضاعف للعدد bb.

اقرأ في الفصل ←
تعريف 6.1 الرياضيات الجامعية — السنة 1 · الفصل 6 — حساب الأعداد الصحيحة

من أجل a,bZa, b \in \Z، نقول إن bb يقسم aa (ويُكتب bab \mid a) عندما يكون a=bqa = bq من أجل qZq \in \Z ما. والنتائج الأساسية: إذا كان bab \mid a و bab \mid a' فإن b(ua+va)b \mid (ua + va') لكل u,vZu, v \in \Z؛ وإذا كان bab \mid a و a0a \neq 0 فإن ba\abs b \leq \abs a؛ و aba \mid b مع bab \mid a يفرضان b=±ab = \pm a.

أمثلة

مثال 6.3 (الترقيم الموضعي بالقسمة المتكررة)

اكتب 20262026 في الأساس 77. اقسم مرارًا على 77، محتفظًا بالبواقي:

2026=7×289+3,289=7×41+2,41=7×5+6,5=7×0+5.2026 = 7 \times 289 + 3, \quad 289 = 7 \times 41 + 2, \quad 41 = 7 \times 5 + 6, \quad 5 = 7 \times 0 + 5 .

وبقراءة البواقي من الأخير إلى الأول: 2026=(5623)72026 = (5\,6\,2\,3)_7. وللتحقق: 5×343+6×49+2×7+3=1715+294+14+3=20265 \times 343 + 6 \times 49 + 2 \times 7 + 3 = 1715 + 294 + 14 + 3 = 2026. ووحدانية القسمة الإقليدية هي بالضبط ما يجعل كل رقم مفروضًا: ففي كل خطوة يكون الباقي هو العدد الصحيح الوحيد في [ ⁣[0,6] ⁣]\intint06 الموافق للقيمة الحالية بترديد 77، فتكون الكتابة في الأساس 77 وحيدة — وهي الواقعة المستعملة ضمنًا كلما تلاعبت مسألة نهاية الأسبوع بعبارة «أرقام nn في الأساس pp».

مثال 6.9 (حلّ معادلة ديوفانتية خطية)

جد كل (x,y)Z2(x, y) \in \Z^2 يحقق 6x+10y=46x + 10y = 4. أولًا اختبار الوجود: القاسم gcd(6,10)=2\gcd(6, 10) = 2 يقسم 44، فتوجد حلول (فلو لم يقسم القاسم المشترك الأكبر الطرفَ الأيمن لكان الطرف الأيسر دائمًا مضاعفًا له ولما وُجد أيّ حلّ). واقسم الجميع: 3x+5y=23x + 5y = 2. والحل الخاص مرئيّ: (x0,y0)=(1,1)(x_0, y_0) = (-1, 1). وأمّا العام فاطرح: 3(x+1)=5(y1)3(x + 1) = -5(y - 1)، ومنه 35(y1)3 \mid 5(y-1)، وتعطي مبرهنة غاوس المساعدة (إذ gcd(3,5)=1\gcd(3,5) = 1) أن 3y13 \mid y - 1: أي y=13ky = 1 - 3k، ثم x=1+5kx = -1 + 5k. وبالعكس فكل زوج كهذا يفي بالغرض:

(x,y)=(1+5k, 13k),kZ.(x, y) = (-1 + 5k,\ 1 - 3k), \qquad k \in \Z .

والنمط عام: حلّ خاص واحد زائد المضاعفات الصحيحة للمقدار (bgcd,agcd)\bigl(\frac b{\gcd}, -\frac a{\gcd}\bigr) — وهي بنية «الخاص زائد المتجانس» نفسها التي في الفصل 5، مع قيام مبرهنة غاوس المساعدة بدور الوحدانية.

اقرأ في الفصل ←