Equazioni Diofantee

o Diofantine, come volete

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  1. Francesco Agricola Catone
     
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    Le equazioni Diofantee, da Diofanto di Alessandria, il matematico greco che per primo le studiò a fondo, sono un insieme speciale di equazioni.
    L'uguaglianza diofantea è un'equazione in una o più incognite con coefficienti interi da cui si ricavano soluzioni intere.

    2x=8 --> x=4 è un esempio di equazione diofantea in un'incognita, la x. Un'uguaglianza di questo tipo la sappiamo risolvere tutti, ma quando le incognite diventano 2 in una sola equazione?
    L'equazione:
    4x+8y=24 ad esempio ha infinite soluzioni, in quanto al variare delle due incognite x e y il 24 si può ottenere in vari modi. Ma come si fa a trovare tutte queste infinite soluzioni? ora ve lo spiego.

    Data un'equazione del tipo
    ax+by=c
    bisogna operare i seguenti passaggi:
    1- prima di tutto trovare il M.C.D.=d tra a e b. L'equazione avrà soluzioni solo se c è divisibile per d.
    2- riscrivere l'equazione cambiando le variabili e ponendo la combinazione lineare risolutante uguale al M.C.D.
    es- ak+bj=d
    3- Per il teorema di Bezout esistono sempre dei valorai di k e j per i quali l'ultima equazione scritta è verificata. Trovare due valori arbitrati di k e j.
    4- moltiplicare i valori arbitrari per c/d. In questo modo si trovano degli altri valori che ci riportano all'equazione di partenza; chiamiamo questi due nuovi valori arbitrari x° e Y°; questi sicuramente sono dei valori suoluzione dell'equazione iniziale.
    5- Tutte le soluzioni dell'equazione diofantea sono:
    x=x°+(b/d)t
    y=y°-(a/d)t
    dove t è un parametro sceltro di volta in volta arbitrariamente. t è un numero intero relativo e al suo variare da infinite soluzionii.

    Per trovare il M.C.D. e i valori di j e k per cui si risolve l'equazione esiste un metodo particolare basato su una serie di divisioni euclidee, ma lasciamolo perdere per ora visto che è più complicato. Piuttosto vi mostro un esempio, poi vi do dei compitini da fare per misurare la vostra bravura.

    2x+6y=18

    M.C.D. tra 2 e 6 è 2
    18 è divisibele per 2 quindi l'equazione è risolvibile con dei numeri interi.

    Ora si scrive:
    2k+6j=2
    dove l'ultimo 2 è il M.C.D. trovato prima
    Ora si trovano dei valori di k ej arbitrari per risolvere l'ultima equazione.
    Questa viene verificata ad esempio per k=-2 j=1
    Questi due valori si moltiplicano per c/d e si torna alla prima equazioni di cui i numeri ora trovati sono soluzioni arbitrarie:
    x°=kc/d=-2*18/2=-18
    Y°=1*18/2=9
    Come si può vedere basta sostituire nell'equazione iniziale per vedere che equazione è verificata.
    a questo punto per ottenere tutte le soluzioni ho:
    X=X°+(b/d)t=-18+3t
    Y=Y°-(a/d)t=9-t

    Come si può vedere, se date a t qualsiasi valore intero, l'equazione iniziale è sempre verificata.
    Di seguito vi lascio qualche esercizietto per dilettarvi:
    6x+5y=83
    20x+50y=510
    2x+5y=11
    21x+14y=147
    20x+40y=30
    A voi!

     
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  2. Marco Giuliano Leone
     
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    :O
     
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  3. Francesco Agricola Catone
     
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    Suvvia quiriti, nessuno si cimenta? Dai che un po' di algebra fa sempre bene :P
     
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  4. Un matto
     
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    A me Algebra fa SCHIFO. Ho 3 xd
     
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  5. Marco Giuliano Leone
     
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    Catone scienziato di Res Publica!
     
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  6. Francesco Agricola Catone
     
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    CITAZIONE (Marco Giuliano Leone @ 5/5/2013, 18:49) 
    Catone scienziato di Res Publica!

    :ahah:
     
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  7. Luca Giulio Siculo
     
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    Onestamente, per come la vedo io, i campi di applicazione di questo tipo di equazioni si contano sulle dita di una mano.
     
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  8. Francesco Agricola Catone
     
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    Si, infatti le ho messe qui come un gioco. Francamente non conosco campi di applicazione delle equazioni diofantee; durante questo anno ho affrontato l'argomento in algebra, l'ho trovato simpatico e ho deciso di portarlo all'attenzione dei romani :)
     
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7 replies since 5/10/2012, 23:41   172 views
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