2 votos

Sistema de tres congruencias lineales con tres variables

Tengo el siguiente sistema

$$ \left\{ \begin{array}{c} 5x+20y+11z \equiv 13 \pmod{34}\\ 16x+9y + 13z \equiv 24\pmod{34} \\ 14x+15y+15z \equiv 10\pmod{34} \end{array} \right. $$

Todavía soy bastante nuevo en esto, así que me gustaría que alguien verificara mi solución.

En primer lugar, he multiplicado las ecuaciones $2$ y $3$ por $5$ es una transformación regular porque $5$ y $34$ son coprimos. Después, el coeficiente junto a $x$ en la segunda ecuación es $80$ y el coeficiente de $x$ en la tercera ecuación es $70$ ambos son múltiplos de 5, por lo que podemos eliminarlos utilizando la primera ecuación.

Por lo tanto, obtenemos $$ \left\{ \begin{array}{c} 5x+20y+11z \equiv 13 \pmod{34}\\ -275y -111z \equiv -88\pmod{34} \\ -245y-161z \equiv -198\pmod{34} \end{array} \right. $$

A continuación, multipliqué la tercera ecuación por $55$ . Es una transformación regular porque $55$ y $34$ son coprimos. El coeficiente de $y$ en la tercera ecuación es $-13475$ que es múltiplo de $-275$ por lo que podemos eliminarla multiplicando la segunda ecuación por $-49$ y añadiéndolo a la tercera ecuación.

Ahora nos queda

$-3416 \equiv -6578\pmod{34}$ . Si multiplicamos esta ecuación por $-1$ y reducimos los coeficientes (porque son mayores que el módulo) obtenemos $$16z \equiv 16\pmod{34}$$

Tenemos dos soluciones típicas, $z=1$ , $z=18$ .

Ahora, procedí a introducir ambos valores de $z$ gradualmente y tengo dos soluciones:

$x \equiv 22\pmod{34}$ , $y \equiv 15\pmod{34}$ , $z \equiv 1\pmod{34}$

y

$x \equiv 5\pmod{34}$ , $y \equiv 32\pmod{34}$ , $z \equiv 18\pmod{34}$

NOTA : He omitido el proceso de enchufar ambos valores de $z$ una a una en las ecuaciones porque estoy bastante seguro de saber cómo proceder a partir de ahí. Me interesa saber si mi método de reducir el sistema a una ecuación con una variable es correcto o no.

Gracias.

EDITAR : Tras introducir ambos conjuntos de soluciones, obtengo que ambos conjuntos satisfacen las ecuaciones $(1)$ y $(2)$ pero en ambos casos de soluciones consigo que la tercera ecuación acabe siendo $4 \equiv 10\pmod{34}$ que es falso. ¿En qué me he equivocado?

3voto

GohP.iHan Puntos 511

Eliminando las notaciones aritméticas modulares, podemos reescribir el sistema de congruencia lineal como un sistema de ecuaciones lineales diofánticas,

$$ \begin{cases} 5x + 20 y + 11 z - 13 = 34a \\ 16x + 9y + 13z - 24 = 34b \\ 14x + 15y + 15z - 10 = 34c \end{cases} $$

Resolviendo este sistema de ecuaciones se obtiene

$$ \begin{cases} 103x = 1205 + 1020 a + 2295 b - 2737 c \\ 103y = 770 + 986 a + 1343 b - 1887 c \\ 103c = -1826 - 1938 a - 3485 b + 4675 c \end{cases} $$

Tomar módulo $34,$

$$ \begin{cases} x& \equiv 15 + 17b - 17c \pmod{34} \\ y &\equiv 22 + 17b - 17c \pmod{34} \\ z & \equiv 10 - 17b + 17c \pmod{34} \end{cases} $$

Multiplica ambos lados por $2,$

$$ \begin{cases} 2 x & \equiv30 \pmod{34} \\ 2 y & \equiv 44 \pmod{34} \\ 2 z & \equiv 20\pmod{34} \\ \end{cases} \quad \implies \quad \begin{cases} x & \equiv 15 \pmod{17} \\ y & \equiv 5 \pmod{17} \\ z & \equiv 10 \pmod{17} \\ \end{cases} $$

Así,

  • $ x \bmod {34} = 15$ o $32.$
  • $ y \bmod {34} = 5$ o $22.$
  • $ z \bmod {34} = 10$ o $27.$

Así que tenemos que probar para $2^3= 8$ posibles trillizos de $(x,y,z)$ para sustituir en el sistema original de congruencia lineal. El ensayo y error muestra que sólo dos de tales tripletas satisfacen las tres congruencias lineales:

$$ \boxed{\begin{cases} x \bmod{34} = 15 \\ y \bmod{34} = 22 \\ z \bmod{34} = 10 \\ \end{cases} \quad \text{ and } \quad \begin{cases} x \bmod{34} = 32\\ y \bmod{34} = 5\\ z \bmod{34} = 27 \\ \end{cases}} $$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X