Aritmetika s didaktikou I.

Podobné dokumenty
Aritmetika s didaktikou I.

Aritmetika s didaktikou I.

Aritmetika s didaktikou I.

Teoretická informatika Tomáš Foltýnek Algebra Struktury s jednou operací

grupa těleso podgrupa konečné těleso polynomy komutativní generovaná prvkem, cyklická, řád prvku charakteristika tělesa

ALGEBRA. Téma 4: Grupy, okruhy a pole

Matematický ústav Slezské univerzity v Opavě Učební texty k přednášce ALGEBRA I, zimní semestr 2000/2001 Michal Marvan. 2.

Věta o dělení polynomů se zbytkem

Množinu všech matic typu m n nad tělesem T budeme označovat M m n (T ), množinu všech čtvercových matic stupně n nad T pak M n (T ).

Komutativní a nekomutativní polookruhy ve školské matematice. Commutative and non-commutative semi-rings in educational mathematics

Vysoké učení technické v Brně Fakulta informačních technologií. Regulární pologrupy. Semestrální práce do předmětu Algebra, Kombinatorika, Grafy

Lineární algebra Kapitola 1 - Základní matematické pojmy

Teorie grup 1 Příklad axiomatické teorie

Algebraické struktury s jednou binární operací

Nechť M je množina. Zobrazení z M M do M se nazývá (binární) operace

označme j = (0, 1) a nazvěme tuto dvojici imaginární jednotkou. Potom libovolnou (x, y) = (x, 0) + (0, y) = (x, 0) + (0, 1)(y, 0) = x + jy,

Učební texty k státní bakalářské zkoušce Matematika Algebra. študenti MFF 15. augusta 2008

Matematika pro informatiku 2

Y36BEZ Bezpečnost přenosu a zpracování dat. Úvod. Róbert Lórencz. lorencz@fel.cvut.cz

Karel Klouda c KTI, FIT, ČVUT v Praze 28. února, letní semestr 2010/2011

Algebra 2 KMI/ALG2. Zpracováno podle přednášek prof. Jiřího Rachůnka a podle přednášek prof. Ivana Chajdy. slidy k přednáškám

Polynomy nad Z p Konstrukce faktorových okruhů modulo polynom. Alena Gollová, TIK Počítání modulo polynom 1/30

Co je to univerzální algebra?

Okruhy, podokruhy, obor integrity, těleso, homomorfismus. 1. Rozhodněte, zda daná množina M je podokruhem okruhu (C, +, ): f) M = { a

[1] x (y z) = (x y) z... (asociativní zákon), x y = y x... (komutativní zákon).

VI. Maticový počet. VI.1. Základní operace s maticemi. Definice. Tabulku

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Modernizace studijního programu Matematika na PřF Univerzity Palackého v Olomouci CZ.1.07/2.2.00/28.

Základy matematiky pro FEK

Dosud jsme se zabývali pouze soustavami lineárních rovnic s reálnými koeficienty.

Úvod do lineární algebry

Teorie množin. Čekají nás základní množinové operace kartézské součiny, relace zobrazení, operace. Teoretické základy informatiky.

Charakteristika tělesa

Matice. a m1 a m2... a mn

Základy algebraických specifikací

Odpřednesenou látku naleznete v kapitolách skript Abstraktní a konkrétní lineární algebra.

Svobodná chebská škola, základní škola a gymnázium s.r.o. Dušan Astaloš. samostatná práce, případně skupinová práce. pochopení znaků vztahů mezi čísly

1 Báze a dimenze vektorového prostoru 1

ÚVOD DO ARITMETIKY. Michal Botur

Západočeská univerzita v Plzni FAKULTA PEDAGOGICKÁ

Okruh Lineární rovnice v Z m Těleso Gaussova eliminace (GEM) Okruh Z m. Jiří Velebil: X01DML 19. listopadu 2007: Okruh Z m 1/20

Počet kreditů: 5 Forma studia: kombinovaná. Anotace: Předmět seznamuje se základy dělitelnosti, vybranými partiemi algebry, šifrování a kódování.

Princip rozšíření a operace s fuzzy čísly

MATICE. a 11 a 12 a 1n a 21 a 22 a 2n A = = [a ij]

1 Zobrazení 1 ZOBRAZENÍ 1. Zobrazení a algebraické struktury. (a) Ukažte, že zobrazení f : x

Matice. Předpokládejme, že A = (a ij ) je matice typu m n: diagonálou jsou rovny nule.

Lineární algebra Operace s vektory a maticemi

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

Lineární algebra Eva Ondráčková

Lineární zobrazení. V prvním z následujících tvrzení navíc uvidíme, že odtud plynou a jsou tedy pak rovněž splněny podmínky:

Booleova algebra Luboš Štěpánek

Západočeská univerzita v Plzni

3. Algebraické systémy

Aritmetika s didaktikou I.

Jednoduché specifikace

7 Analytické vyjádření shodnosti

Maticí typu (m, n), kde m, n jsou přirozená čísla, se rozumí soubor mn veličin a jk zapsaných do m řádků a n sloupců tvaru:

4 Počítání modulo polynom

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LDF MT MATEMATIKA VEKTORY, MATICE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LDF MT MATEMATIKA VEKTORY, MATICE

Obor č. 1: Matematika a statistika. formami. Jihomoravský kraj

Prvočísla a čísla složená

Modulární aritmetika, Malá Fermatova věta.

Poznámka: Násobení je možné vyložit jako zkrácený zápis pro součet více sčítanců. Například:

Matematická analýza 1

2. Test 07/08 zimní semestr

Číselné vektory, matice, determinanty

Poznámka. Je-li f zobrazení, ve kterém potřebujeme zdůraznit proměnnou, píšeme f(x) (resp. f(y), resp. f(t)) je zobrazení místo f je zobrazení.

Lineární algebra : Násobení matic a inverzní matice

MPI - 5. přednáška. 1.1 Eliptické křivky

Digitální učební materiál

V předchozí kapitole jsme podstatným způsobem rozšířili naši představu o tom, co je to číslo. Nadále jsou pro nás důležité především vlastnosti

Matematika 2 pro PEF PaE

Matematická analýza ve Vesmíru. Jiří Bouchala

Aritmetika s didaktikou I.

Hisab al-džebr val-muqabala ( Věda o redukci a vzájemném rušení ) Muhammada ibn Músá al-chvárizmího (790? - 850?, Chiva, Bagdád),

Grupy Mgr. Růžena Holubová 2010

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

Algebraická teorie diskrétního lineárního řízení vznikla jako speciální obor teorie

Matematika IV - 3. přednáška Rozklady grup

Vektorový prostor. Př.1. R 2 ; R 3 ; R n Dvě operace v R n : u + v = (u 1 + v 1,...u n + v n ), V (E 3 )...množina vektorů v E 3,

Obsah. Euler-Fermatova věta. Reziduální aritmetika. 3. a 4. přednáška z kryptografie

2.8.6 Čísla iracionální, čísla reálná

15. Moduly. a platí (p + q)(x) = p(x) + q(x), 1(X) = id. Vzniká tak struktura P [x]-modulu na V.

Učební texty k státní bakalářské zkoušce Matematika Matice. študenti MFF 15. augusta 2008

1 Připomenutí vybraných pojmů

Vektory a matice. Obsah. Aplikovaná matematika I. Carl Friedrich Gauss. Základní pojmy a operace

Algebraické struktury

Polynomy v moderní algebře

Pojem binární relace patří mezi nejzákladnější matematické pojmy. Binární relace

Operace s maticemi

Výroková a predikátová logika - VII

Matematika IV - 3. přednáška Rozklady grup

Výroková a predikátová logika - XII

Funkce. Limita a spojitost

RELACE, OPERACE. Relace

GRUPY SBÍRKA PŘÍKLADŮ

Název školy. Moravské gymnázium Brno s.r.o. Mgr. Marie Chadimová Mgr. Věra Jeřábková. Autor. Matematika1.ročník Operace s mnohočleny. Text a příklady.

Témata ke státní závěrečné zkoušce z matematiky ARITMETIKA

Matematika pro informatiku 4

Polynomy v moderní algebře

Transkript:

Katedra matematiky PF UJEP Aritmetika s didaktikou I. KM1 / 0001 Přednáška 10 Dělení se zbytkem

O čem budeme hovořit: Binární operace dělení se zbytkem v N Struktury zbytkových tříd podle modulu Seznámíme se s homomorfizmem

Co je to dělení se zbytkem?

Základní poznatky Operace dělení není v množině N úplná. Pro libovolná dvě přirozenáčísla a, b N ale můžeme vypočítat jejich neúplný podíl a zbytek. Příklady: 13 : 3 = 4 (1) protože 13 = 4. 3 + 1 13 : 5 = 2 (3) protože 13 = 2. 5 + 3 15 : 5 = 3 (0) protože 15 = 3. 5 + 0 15 : 7 = 2 (1) protože 15 = 2. 7 + 1 2 : 5 = 0 (2) protože 2 = 0. 5 + 2 9 : 9 = 1 (0) protože 9 = 1. 9 + 0

Vizuální představa +3 +3 +3 +3 +3 0 5 10 15 6 : 3 = 2 (0) protože 6 = 2. 3 + 0 7 : 3 = 2 (1) protože 7 = 2. 3 + 1 8 : 3 = 2 (2) protože 8 = 2. 3 + 2 9 : 3 = 3 (0) protože 9 = 3. 3 + 0 13 : 3 = 4 (1) protože 13 = 4. 3 + 1

Další vizuální představa 13 : 2 = 6 (1) protože 13 = 6. 2 + 1 14 : 3 = 4 (2) protože 14 = 4. 3 + 2 24 : 4 = 6 (0) protože 24 = 6. 4 + 0 15 : 4 = 3 (3) protože 15 = 3. 4 + 3

A ještě další vizuální představa 35 : 8 = 4 (3) protože 35 = 4. 8 + 3 36 : 12 = 3 (0) protože 36 = 3. 12 + 0 35 8 8 8 8 36 12 12 12 3 0 34 : 10 = 3 (4) protože 34 = 3. 10 + 4 34 10 10 10 4

Základní věta Pro každá dvěčísla a, b N existuje právě jedno číslo q N 0 a právě jedno číslo r N 0 tak, že platí a = q. b + r 0 r < b. Pak zapisujeme: a : b = q (r). Při dělení se zbytkem užíváme tyto názvy: číslu a se říká dělenec, číslu b se říká dělitel, číslu q se říká neúplný podíl a číslu r se říká zbytek. ( a,b N)(! q,r N 0 ) a = q. b + r 0 r < b Zbytek je vždy menší než dělitel!!

Hra s barevnými čísly

Děti si periodicky obarvíčísla, například třemi barvami: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Pak mohou řešit řadu problémů, například: Která dalšíčísla budou červená (žlutá, modrá)? Jakou barvu majíčísla 15, 16, 31, 32, 50? atd. Jakéčíslo vznikne, když: sečteme dvěčervená (žlutá, modrá) čísla? žlutéčíslo vynásobíme dvěma? atd.

Výsledky sčítání a násobení barev jsou v těchto tabulkách: + + Které z těchto poznatků mohou děti odůvodnit? Jaké představy by přitom mohly používat?

Zbytkové třídy

Přejděme od barev ke zbytkům! Množinu N 0 můžeme rozložit podle toho, jaký majíčísla zbytek při děleníčíslem 3. Na množině zbytků můžeme definovat operace sčítání a násobení pomocí těchto formulí: zb(a) + zb(b) = D zb(a+b) zb(a). zb(b) = D zb(a. b) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 atd. 0 1 2

Barev může být i více! Nechť je dáno libovolné přirozenéčíslo m 2. Množinu N 0 pak můžeme rozložit podle toho, jaký majíčísla zbytek při děleníčíslem m. V každé třídě rozkladu budou čísla, který mají stejný zbytek můžeme je pokládat za ekvivalentní. Tříd rozkladu bude právě m, protože zbytky nabývají hodnot 0, 1, 2,., m-1. Na těchto zbytcích (resp. na těchto třídách) můžeme definovat operace sčítání a násobení uvedenými formulemi a vytvořit strukturu zbytkových tříd [ Z m ; + ;. ] podle modulu m.

Vlastnosti struktur [ Z m ; + ;. ] Vlastnosti struktur zbytkových tříd [ Z m ; + ;. ] podle modulu m jsou specifikovány touto větou: Věta: Je-li číslo m prvočíslo, je struktura [ Z m ; + ;. ] komutativním tělesem. Je-li číslo m složené, je struktura [ Z m ; + ;. ] komutativním okruhem s děliteli nuly.

Homomorfismus

Definice homomorfizmu Nechť jsou dány dvě struktury [ A ; ] a [ B ;] s jednou binární operací. Nechť existuje zobrazení f množiny A na množinu B takové, že platí: ( x,y A) f ( x y ) = f (x) f (y). Pak zobrazení f nazýváme homomorfizmem. A B x f(x) x y f(x y) = f(x) f(y) y f(y)

Homomorfizmus přenáší komutativitu! Věta: Nechť je struktura [ B ;]homomorfním obrazem komutativní struktury [ A ; ]. Pak platí, že struktura [ B ;]je také komutativní. Důkaz: Chceme dokázat, že ( X,Y B) X Y = Y X. K libovolně zvoleným X,Y B jistě existují prvky x,y A takové, že: f(x) = X a f(y) = Y. Podle předpokladu platí, že x y = y x. Z toho pak plyne: f(x y) = f(y x), f(x) f(y) = f(y) f(x), X Y = Y X.

Další vlastnosti homomorfizmu Podobně by se dalo dokázat, že homomorfizmus přenáší i další vlastnosti struktury [ A ; ] na její homomorfní obraz [ B ;]. Homomorfní zobrazení přenáší asociativitu operace, vlastnost existence neutrálního prvku i vlastnost existence inverzních prvků. Platí tedy například věta: Homomorfním obrazem komutativní grupy je komutativní grupa.

Důsledky pro struktury zbytkových tříd Vzhledem k tomu, že ve struktuře [N 0 ; + ;.] jsou obě operace komutativní, asociativní a mají neutrální prvky, přenáší se tyto vlastnosti i na strukturu zbytkových tříd [Zm ; + ;.] podle libovolného modulu m. Není těžké odůvodnit, že tyto struktury mají i další vlastnosti, které způsobují, že jsou buď tělesem anebo okruhem s děliteli nuly podle toho, zda je modul m prvočíslem či číslem složeným.

Děkuji za pozornost