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¿Invertibility de una función en Z/m - hace lo que he escrito trabajo?

Ok, así que no sé cuándo $(a, m) = 1$, por el Teorema de Euler, $a^{\phi(m)} \equiv 1 \mod m$. Desde $\phi(323) = 288$, $a^{288} \equiv 1 \mod m$ al $(a, 323) = 1$. Sin embargo, hay algunos elementos $a$ tal que $(a, 323) \not= 1$$a^{288} \not\equiv 1 \mod 323$. Puesto que esos elementos no tienen inversos multiplicativos en $\mathbb{Z}/323$, ¿cómo es el trabajo que $x^n$ es invertible? Me estoy perdiendo algo?


Ejercicio I. 8. Demostrar que $f : \mathbb{Z}/323 \to \mathbb{Z}/323$ $f(x) = x^n$ es un bijective mapa si $(n, 6) = 1$.

Prueba. Suponga que $(n, 6) = 1$. A continuación,$2 \not\mid n$$3 \not\mid n$. Deje $f(x) = x^n$. Ahora, por el Teorema 9.3, $\phi(323) = \phi(17 \cdot 19) = (17-1)(19-1) = 16 \cdot 18 = 288 = 2^5 \cdot 3^2$. Necesitamos $x$ tal que $nx \equiv 1 \mod 288$. Desde $2 \not\mid n$ y $ \not\mid n$, $(n, 288) = (n, 2^5 \cdot 3^2) = 1$. Entonces, por el Lema 5.2, $nx \equiv 1 \mod 288$ tiene exactamente una solución. Es decir, $n^{-1}$ existe en $\mathbb{Z}/288$. A continuación, $f^{-1} = x^{n^{-1}}$ desde $f^{-1}(f(x)) = f^{-1}(x^n) = (x^n)^{n^{-1}} = x^{n \cdot n^{-1}} \equiv x \mod 323$. Desde $f$ es invertible, $f$ es bijective. $\blacksquare$

(Versión de la imagen)

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David HAust Puntos 2696

Funciona aquí porque $\,323 = 17\cdot 19\,$ es squarefree, por lo que la siguiente generalización de Euler-Fermat implica que si $\rm\,{\rm lcm}(16,18) = 144\mid e-1\,$ $\, a^e\equiv a\pmod{323}\,$ todos los $\,a.$ Esta falla si el módulo de $\rm\,m = k d^2,\, d>1\,$ no es squarefree, desde entonces $\rm\,(kd)^e \equiv 0^e \pmod{m}$ todos los $\rm\,e\ge 2\,$ por lo tanto el mapa de $\rm\,f(x) = x^e\,$ no es $\,1$-$1,\,$ desde $\rm\,f(kd)\equiv 0 \equiv f(0)\,$ pero $\rm\,kd\not\equiv 0.$

Teorema $\ $ Para los números naturales $\rm\:a,e,n\:$ $\rm\:e,n>1$

$\qquad\rm n\:|\:a^e-a\:$ todos los $\rm\:a\:\iff n\:$ es squarefree, y el primer $\rm\:p\:|\:n\:\Rightarrow\: p\!-\!1\:|\:e\!-\!1$

Prueba de $\ (\Leftarrow)\ \ $ Desde un squarefree natural que divide a otro iff todos sus los factores primos de hacer, sólo necesitamos mostrar $\rm\:p\:|\:a^e\!-\!a\:$ para cada uno de los prime $\rm\:p\:|\:n,\:$ o, que $\rm\:a \not\equiv 0\:\Rightarrow\: a^{e-1} \equiv 1\pmod p,\:$, lo que, desde el $\rm\:p\!-\!1\:|\:e\!-\!1,\:$ sigue de $\rm\:a \not\equiv 0\:$ $\Rightarrow$ $\rm\: a^{p-1} \equiv 1 \pmod p,\:$ a poco de Fermat.
$(\Rightarrow)\ \ $ Ver esta respuesta

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mkoryak Puntos 18135

Tenga en cuenta que$f$ invertible no significa que todos los elementos de$\mathbb{Z} / 323\mathbb{Z}$ son invertibles. Ese$f$ es un mapa invertible solo significa que hay un mapa inverso$g$ tal que $$ \begin{align} f \circ g &= 1 \\ g \circ f &= 1. \end {align} $$ Eso es:$f(g(x)) = x$ para todos$x \in \mathbb{Z} / 323\mathbb{Z}$ y$g(f(x)) = x$ para todos$\mathbb{Z} / 323\mathbb{Z}$. Cuando tenemos dicho$g$, generalmente lo denotamos por$f^{-1}$. Entonces en tu caso$f(x) = x^{n^{-1}}$ donde$n^{-1}$ es el inverso de$n$ en$\mathbb{Z} / 288\mathbb{Z}$

Esto se basa en parte en$n$ satisfaciendo$(n, 6) = 1$.

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