Fundamenta teoremo de aritmetiko: Malsamoj inter versioj

[nekontrolita versio][nekontrolita versio]
Enhavo forigita Enhavo aldonita
Neniu resumo de redakto
Neniu resumo de redakto
Linio 1:
{{polurinda movu|Fundamenta teoremo de aritmetiko}}
En [[matematiko]], kaj en aparta [[nombroteorio]], la '''fundamenta teoremo de aritmetiko''' aŭ '''unika faktoriga teoremo''' estas la propozicio ke ĉiu [[natura nombro]] pli granda ol 1 estas ĉu [[primo]] aŭ povas esti skribita kiel produto de [[primo]]j. Plue ĉi tiu [[faktorigo]] estas unika krom la ordo de faktoroj. Ekzemple:
 
:* <math>6936 = 2^<sup>3 \cdot </sup>&middot;3 \cdot &middot;17^<sup>2</mathsup>
:* <math>1200 = 2^<sup>4 \cdot </sup>&middot;3 \cdot &middot;5^<sup>2</mathsup>
 
kaj ne ekzistas la aliaj [[faktorigo]]j de 6936 aŭ 1200 en primojn, se oni ignoras la ordon de la faktoroj.
 
AlPor fari ke la teorema laborolaboru (eĉ, ebena, para)ankaŭ por la nombro 1, nioni povas (opinii, pensi) deke 1 kielestas estanteproduto lade (produkto,nula produto)kvanto de nulajda primoj (vidi [[malplena (produkto, produto)]]).
 
== Aplikoj ==
 
La teoremo _establishes_montras la gravecogravecon de [[primoj]]. La primoj estas la bazabazaj konstruaĵo (baras, ŝtipoj, ŝtipas, kojnoj, kojnas,konstruaj blokoj, blokas) de la pozitivapozitivaj (entjeroj, entjeras), en la (senso, senco) (tiu, ke, kiu) ĉiu pozitiva entjero povas esti konstruita deel (primoj, primas), kaj estas esence nur unu ĉi tia konstruado.
 
SciantaScio la [[prima faktorigo]] de nombro donas plenumiplenan scioscion pri ĉiuj (primoprimaj kaj divizorhava)ne-primaj divizoroj de (tiu, ke, kiu)la nombro.
 
Ekzemple, la pli supre donita faktorigo de 6936 diras ni (tiu,donas ke, kiu) (ĉiu, iu) pozitiva dividanto de 6936 devas havihavas la (formo, formi)formon ''2<sup>a</sup><math>\cdot</math>&middot;3<sup>b</sup><math>\cdot</math>&middot;17<sup>c</sup>'', kie ''a'' prenaspovas esti iu ajn unu deel la '''4''' (valoroj, valoras) enel {0,&nbsp;1,&nbsp;2,&nbsp;3}, kie ''b'' prenaspovas esti iu ajn unu deel la '''2''' (valoroj, valoras) enel {0,&nbsp;1}, kaj kie ''c'' prenaspovas esti iu ajn unu deel la '''3''' (valoroj, valoras) enel {0,&nbsp;1,&nbsp;2}. MultiplikanteMultiplikado la nombrojkvantoj de sendependala agordovaloroj inter si kune produktasdonas tutecala tutecan kvanton de pozitivaj divizoroj 4<math>\cdot</math>&middot;2<math>\cdot</math>&middot;3 = 24 pozitivaj divizoroj.
 
IamSe la primoprimaj (faktorigoj, faktorigas) de du nombroj estas sciata, iliailiaj [[plej granda komuna divizoro]] kaj [[plej malgranda komuna oblo]] povas troviĝiesti rapidetrovitaj. Ekzemple, de la pli supresupra niekzemplo vidioni (tiu,vidas ke, kiu) la plej granda komuna divizoro de 6936 kaj 1200 estas 2<sup>3</sup><math>\cdot</math>&middot;3 = 24. Tamen la uzo de la [[eŭklida algoritmo]] por kalkulado de la plej granda komuna divizoro ĝenerale postulas multa malpli grandan [[komputada tempo|kvanton de kalkuladoj]] ol faktorigo de la du nombroj.
3 = 24. Tamen se la primo (faktorigoj, faktorigas) estas ne sciata, la uzi de la [[Eŭklida algoritmo]] ĝenerale postulas multa malpli kalkulo ol faktoranta la du nombroj.
 
La fundamenta teoremo certiĝas (tiu, ke, kiu) [[Alsumaalsuma funkcio|alsuma]] kaj [[Multiplikamultiplika funkcio|multiplikaj]] [[Aritmetikaaritmetika funkcio|aritmetikaj funkcioj]] estas plene difinitadifinitaj per ilia (valoroj, valoras) surĉe la [[potenco (algebro)|potencoj, potencas, kardinaloj, kardinalas, povoj, povas)]] de primoj.
 
== Pruvo ==
 
La teoremo estis esence unuaunue (pruvita, pruvis) perde [[Eŭklido]], sed la unua plena kaj (ĝusta, ĝustigi, korekti) pruvo estas fundamenti en la _Disquisitiones_''Disquisitiones _Arithmeticae_Arithmeticae'' perde _Carl_[[Carl _Friedrich_Friedrich _Gauß_Gauß]].
 
Kvankam unuavide ĝi aspektas 'kiel evidenta', ĝi faras ''ne'' teniveras en pli ĝeneralaj nombrosistemoj, inkluzivantainkluzivante multajmultajn (ringoj, ringas, sonoras)ringojn de algebraj entjeroj. Ĉi tiu estis unua punktitanotita ekster perde _Ernst_Ernst Kummer-a en 1843, en lia laboro surpri la [[Lastalasta teoremo de Fermat]]. La (ekkono, rekonado) de ĉi tiu malsukceso estas unu deel la plajplej frua (evoluoj,fruaj evoluas)rezultoj en [[algebra nombroteorio]].
 
La pruvo konsistas deel du (partoj, partas): unuaunue, nioni devi montri (tiu, ke, kiu) ĉiu nombro povas ja esti skribita kiel (produkto, produto) de (primoj, primas); tiamdue nioni devidevas montri (tiu, ke, kiu)ĉiuj (ĉiu,du iu) duĉi tiaj prezentoj estas esence la samasamaj.
 
SupoziSupozu tieke estitaekzistas pozitiva entjero kiu ne povas esti skribita kiel (produkto, produto) de (primoj, primas). Tiam [[Bonabona ordo|tie devas esti (plej minuskla,la plej malgranda) ĉi tia nombro]]:; estu's (voko, voki) ĝi ''n''. Ĉi tiu nombro ''n'' ne povas esti 1, pro niala konvencio pli supre. Ĝi ne povas esti primo ĉu, ekdepro (ĉiu,tio iu)ke ĉiu primo estas (produkto, produto) de sola primo, sinĝi mem. (Do, Tiel) ĝi devas esti _composite_komponigita nombro. Tial
 
: ''n'' = ''aboab''
 
kie ambaŭ ''a'' kaj ''b'' estas pozitivapozitivaj (entjeroj, entjeras) (pli minuskla, pli malgranda)malgrandaj ol ''n''. EkdePro tio ke ''n'' estis la (plej minuskla, plej malgranda) nombro por kiu la teoremo mankasmalveras, ambaŭ ''a'' kaj ''b'' povas esti skribitaskribitaj kiel (produktoj, produktas, produktaĵoj, produktaĵas, produtoj, produtas) de (primoj, primas). Sed tiam
 
: ''n'' = ''aboab''
 
povas esti skribita kiel (produkto, produto) de (primoj, primas) kielsame bone, kio estas kontraŭdiro. Ĉi tiutio estas [[Minimumaminimuma kontraŭekzemplo|minimuma kontraŭekzempla]] argumento.
 
La unikeca parto de la pruvo (ĉarniroj, ĉarniras, artikoj, artikas) sur jena fakto: se primo ''p'' (akvodislimoj, akvodislimas, divizoras, dividas) (produkto, produto)produton ''aboab'', tiam ĝi (akvodislimoj, akvodislimas, divizoras, dividas) ''a'' aŭ ĝi (akvodislimoj, akvodislimas, divizoras, dividas) ''b'' (la [[Eŭklidaeŭklida lemo]]). ĈiLa tiupruvo estasde [[Lemoĝi (matematiko)|lemo]],estas al pruvi unuajena. Por (tiu, ke, kiu), seSe ''p'' ne divididividas ''a'', tiam ''p'' kaj ''a'' estas [[interprimo]]j kaj [[Identoidento de Bézout]] rendimentodonas (entjeroj, entjeras)entjerojn ''x'' kaj ''y'' tia (tiu,tiajn ke, kiu)
 
: ''_px_''px + ''_ay_''ay = 1.''
 
Multiplikante kunper ''b'' rendimentoambaŭ flankojn rezultas
 
: ''_pbx_''pbx + ''_aby_''aby = ''b'',
 
kaj ekdepro tio ke ambaŭ (termoj, termas) maldekstre-mana flanko estas dividebladivideblaj per ''p'', la dekstra flanko estas ankaŭ dividebla per ''p''. (Tiu, Ke,kio Kiu)estas (demonstras,la pruvas) lapruvata lemoafero.
 
Nun preniprenu du (produktoj, produktas, produktaĵoj, produktaĵas, produtoj, produtas)produtojn de (primoj, primas) kiukiuj estas egala. Preni (ĉiu,Prenu iu)ĉiun primoprimon ''p'' de la unua (produkto, produto). Ĝi (akvodislimoj, akvodislimas, divizoras, dividas) la unuaunuan (produkto, produto)produton, kaj de ĉi tie ankaŭ la (sekundo, dua)duan. Per la pli supresupra faktolemo, ''p'' devas tiam dividi almenaŭ unu faktorofaktoron en la (sekundo, dua) (produkto, produto). Sed la (faktoroj, faktoras) estas mem ĉiuj (primoj, primas) sin, (do, tiel) ''p'' devas reale esti egala al unu deel la (faktoroj, faktoras) de la (sekundo, dua) (produkto, produto). (Do, Tiel) ni povas malmendiforigi ''p'' de ambaŭ (produktojprodutoj, produktas,kaj produktaĵoj,ilia produktaĵas,egaleco produtoj,inter si produtas)daŭre restas. DaŭrantaDaŭrante enper ĉi tiu (modo, maniero), nioni eblepovas vidi (tiu, ke, kiu) la primaj faktoroj de la du (produktoj, produktas, produktaĵoj, produktaĵas, produtoj, produtas) devas (alumeto, svati, maĉo, konkurso, kongrui) supren precize.
 
==Vidi Vidu ankaŭ ==
''_Aliter_:
 
Alia pruvo de la unikeco de la prima faktorigo de donita entjero uzas [[malfinia descendo]]: Alpreni (tiu, ke, kiu) certa entjero ''povas'' esti skribita kiel (almenaŭ) du malsama [[Produto|(produktoj, produktas, produktaĵoj, produktaĵas, produtoj, produtas)]] de primoj, tiam tie devas ekzisti (plej minuskla, plej malgranda) entjero ''s'' kun tia propraĵo. (Voko, Voki) la du (produktoj, produktas, produktaĵoj, produktaĵas, produtoj, produtas) de ''s'' ''p''<sub>1</sub> ... ''p''<sub>''m''</sub> kaj ''q''<sub>1</sub> ... ''q''<sub>''n''</sub>. Ne ''p<sub>mi</sub>'' (kun 1 &le; ''mi'' &le; ''m'') povas esti egala al (ĉiu, iu) ''q<sub>j</sub>'' (kun 1 &le; ''j'' &le; ''n''), kiel tie devus alie esti (pli minuskla, pli malgranda) entjero _factorizable_ en du (vojoj, vojas) (per forprenantaj primaj faktoroj komuna en ambaŭ (produktoj, produktas, produktaĵoj, produktaĵas, produtoj, produtas)) atencanta nia (premiso, supozo). Ni povas nun alpreni [[sen malprofito de universaleco]] (tiu, ke, kiu) ''p''<sub>1</sub> estas prima faktoro (pli minuskla, pli malgranda) ol (ĉiu, iu) ''q<sub>j</sub>'' (kun 1 &le; ''j'' &le; ''n''). Preni ''q''<sub>1</sub>. Tiam tie ekzisti (entjeroj, entjeras) ''d'' kaj ''r'' tia (tiu, ke, kiu)
 
:''q''<sub>1</sub>/''p''<sub>1</sub> = ''d'' + ''r''/''p''<sub>1</sub>
 
kaj 0 < ''r'' < ''p''<sub>1</sub> < ''q''<sub>1</sub> (''r'' povas't esti 0, kiel (tiu, ke, kiu) devus fari ''q''<sub>1</sub> multaj de ''p''<sub>1</sub> kaj ne primo). Ni nun preni
 
:''p''<sub>2</sub> ... ''p''<sub>''m''</sub> = (''d'' + ''r''/''p''<sub>1</sub>) ''q''<sub>2</sub> ... ''q''<sub>''n''</sub> = ''_dq_''<sub>2</sub> ... ''q''<sub>''n''</sub> + ''_rq_''<sub>2</sub> ... ''q''<sub>''n''</sub>/''p''<sub>1</sub>.
 
La (sekundo, dua) [[Termo|(termo, membro, flanko, termino)]] en la lasta [[Esprimo (matematiko)|esprimo]] devas esti egala al entjero ni (voko, voki) ''k'', kio estas
 
:''k'' = ''_rq_''<sub>2</sub> ... ''q''<sub>''n''</sub>/''p''<sub>1</sub>.
 
Ĉi tiu donas ni
 
:''p''<sub>1</sub>''k'' = ''_rq_''<sub>2</sub> ... ''q''<sub>''n''</sub>.
 
La valoro de ambaŭ flankoj de ĉi tiu ekvacio estas evidente (pli minuskla, pli malgranda) ol ''s'', sed estas ankoraŭ granda sufiĉa al esti _factorizable_. Ekde ''r'' estas (pli minuskla, pli malgranda) ol ''p''<sub>1</sub>, la du primo (faktorigoj, faktorigas) ni preni sur ĉiu flanko post ambaŭ ''k'' kaj ''r'' estas skribita ekster kiel ilia (produkto, produto) de (primoj, primas) devas diferenci. Ĉi tiu estas en [[kontraŭdiro]] kun ''s'' estante la (plej minuskla, plej malgranda) entjero _factorizable_ en pli ol unidirekta. Tial la originala (premiso, supozo) devas esti malvera.
 
Tria pruvo procedas tra [[abstrakta algebro]]. Unua unu (demonstras, pruvas) la ekzisto de [[komponaĵa serio]] por la grupo '''Z'''/(''a'') kaj montras (tiu, ke, kiu) ĉiuj de la ĝia (termoj, kondiĉoj, terminoj, termas, terminas) havi la (formo, formi) '''Z'''/(''p'') por iu primo ''p''. Ekde la (mendi, ordo) de '''Z'''/(''a'') estas egala al la (produkto, produto) de la (mendas, ordoj) de la (faktoroj, faktoras) en la komponaĵa serio, ĉi tiu donas faktorigo de ''a'' enen primoj. Tiam unu _establishes_ la (Jordanio, Jordano, Jordan)-_Hölder_ teoremo. Ĉi tiu garantias la unikeco de la komponaĵa serio, kaj de ĉi tie la unikeco de la prima faktorigo. Ĉi tiu estas la (maniero, proksimiĝi, proksimiĝo) uzita per _Nicolas_ _Bourbaki_'s ''Algebro''.
 
==Referencoj==
 
==Bibliografio==
 
* Bakisto, _Alan_, ''A (Lakona, Konciza) Enkonduko al la Teorio de Nombroj'', Kembriĝo (Britio) Universitato Premi, Kembriĝo (Britio), UK, 1984). ISBN 0521286549.
 
==Vidi ankaŭ==
 
* [[Fundamenta teoremo de algebro]]
Linio 86 ⟶ 56:
* [[Prima faktoriga algoritmo]]
* [[Prima signumo]]
* [[Plej granda komuna divizoro]]
* [[Plej malgranda komuna oblo]]
 
== Eksteraj ligiloj ==
==Ekstera (ligoj, ligas)==
 
*{{el}} [http://www.cut-the-knot.org/blue/gcd_fta.shtml _GCD_Plej granda komuna divizoro kaj la Fundamentafundamenta Teoremoteoremo de Aritmetikoaritmetiko] je [[tranĉi-la-nodon]]
*{{el}} [http://planetmath.org/encyclopedia/ProofOfFundamentalTheoremOfArithmetic.html _PlanetMath_PlanetMath: Pruvo de fundamenta teoremo de aritmetiko]
*{{el}} [http://fermatslasttheorem.blogspot.com/2005/06/unique-factorization.html Fermat-a's Lasta Teorema Blogo: Unikapri Faktorigo],la Alasta blogo (tiu, ke, kiu) kovras la historioteoremo de Fermat-a's: LastaUnika Teoremo de _Diophantus_ de Aleksandrio al la pruvo per Andreo _Wiles_.Faktorigo]
 
[[Kategorio:Nombroteorio]]
Linio 98 ⟶ 70:
[[bg:Основна теорема на аритметиката]]
[[ca:Teorema fonamental de l'aritmètica]]
[[da:Aritmetikkens fundamentalsætning]]
[[de:Fundamentalsatz der Arithmetik]]
[[en:Fundamental theorem of arithmetic]]
[[es:Teorema fundamental de la Aritmética]]
[[fa:قضیه اساسی حساب]]
[[fr:Théorème fondamental de l'arithmétique]]
[[he:המשפט היסודי של האריתמטיקה]]
[[hu:A számelmélet alaptétele]]
[[it:Teorema fondamentale dell'aritmetica]]
[[ko:정수론의 기본 정리]]
[[nl:Hoofdstelling van de rekenkunde]]
[[pl:Podstawowe twierdzenie arytmetyki]]
[[ru:Основная теорема арифметики]]
[[sl:Osnovni izrek aritmetike]]
[[th:ทฤษฎีบทมูลฐานของเลขคณิต]]
[[tr:Aritmetiğin Temel Teoremi]]
[[zh:算术基本定理]]