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¿Teniendo un $7$ $3^{35}-5$?

Por favor Nota: Mi principal preocupación ahora es cómo el factor de $7$ $3^{35}-5$ usando Algebraicas técnicas, no se cómo resolver el problema en sí; la motivación es sólo para el fondo.

Motivación:

Yo estaba tratando de resolver el siguiente problema

¿Cuál es el resto al $10^{35}$ se divide por $7$?

He utilizado la fórmula binominal: $\dfrac {(7+3)^{35}}{7}= \dfrac {7^{35} + \cdot \cdot \cdot 3^{35}}{7}= \dfrac {7^{35} + \cdot \cdot \cdot + 35 \cdot 3^{34} \cdot 7}{7} + \dfrac {3^{35}}{7}$

Por lo tanto, $10^{35}$ tienen el mismo resto como $3^{35}$ cuando se divide por $7$.

Me quedé aquí, y yo quería tratar de ingeniería inversa de la respuesta. Sé el resto es $5$. Por lo tanto, debo ser capaz de escribir $3^{35} -5 + 5$$7k+5$. Sin embargo, no tengo idea de cómo factorizar un $7$ $3^{35}-5$ o de $10^{35}-5.$ ¿Cómo podría yo encontrar esta $k$ no explícitamente?

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Dietrich Burde Puntos 28541

Por el pequeño Teorema de Fermat, $3^6\equiv 1 \bmod 7$, que $3^{35}\equiv 3^5\equiv 5\bmod 7$. Por lo tanto, $7\mid (3^{35}-5)$ y explícitamente, $3^{35}=7\cdot 7147363585571386.$

Edición: "cambio de interés para la factorización": $$3^{35}-5=2\cdot 7\cdot 1729363\cdot 2066472911,$ $ utilizando algoritmos de factorización de enteros.

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David HAust Puntos 2696

Si usted insiste en técnicas algebraicas, a continuación, observe $\ 3(3^{35}-5)\, =\, (3^{36}-1)-14$

y $\,\ 7 = \color{#c00}{3^2\!-\!3\!+\!1}\mid 3^6\!-\!1\mid 3^{36}-1\ $ $\,7\,$ divide ambos sumandos anteriores, por lo $\,7\mid 3^{35}\!-\!5$

donde $\ \color{#c00}{x^2-x+1}\mid x^6-1\ $ ya que se puede dividir el $\,\rm\color{#c00}{difference\ of\ squares}\,$ por debajo de

$$ x^6-1\ =\, (x^2-1)\,(\!\overbrace{x^4+x^2+1}^{\Large\color{#c00}{ (x^2+1)^2-x^2}}\!)$$

Comentario $\ $ "Algebraica" factores que surgen surgen de polinomio factorizations son muy empleado cuando la factorización de enteros de la forma $\rm\:b^n\pm 1.\:$ Un buen lugar para aprender acerca de los tales es Wagstaff la espléndida introducción a la Cunningham Proyecto, cuyo objetivo es factor de números de la forma $\rm\:b^n\pm 1.\:$ Allí encontrará menciona no sólo a los resultados anteriores, tales como la de Legendre (primitivo divisores de $\rm\:b^n\pm 1\:$$\rm\,\equiv 1\pmod{2n},$, pero también nuevos resultados, por ejemplo, las personas que explotan a cyclotomic factorizations. por ejemplo, véase a continuación.


A menudo el número de identidades son más lúcida considerarse como casos especiales de la función o el polinomio de identidades. Por ejemplo, Aurifeuille, Le Lasseur y Lucas descubrió los llamados Aurifeuillian factorizations de cyclotomic polinomios $\rm\;\Phi_n(x) = C_n(x)^2 - n\ x\ D_n(x)^2\;$. Estas juegan un papel en la factorización de números de la forma $\rm\; b^n \pm 1\:$, cf. el Cunningham Proyecto. A continuación son algunos de los ejemplos de tales factorizations (por ejemplo, véase a continuación).

$$\begin{array}{rl} x^4 + 2^2 \quad=& (x^2 + 2x + 2)\;(x^2 - 2x + 2) \\[0.5em] \dfrac{x^6 + 3^2}{x^2 + 3} \quad=& (x^2 + 3x + 3)\;(x^2 - 3x + 3) \\[0.5em] \dfrac{x^{10} - 5^5}{x^2 - 5} \quad=& (x^4 + 5x^3 + 15x^2 + 25x + 25)\;(x^4 - 5x^3 + 15x^2 - 25x + 25) \\[0.5em] \dfrac{x^{12} + 6^6}{x^4 + 36} \quad=& (x^4 + 6x^3 + 18x^2 + 36x + 36)\;(x^4 - 6x^3 + 18x^2 - 36x + 36) \end{array}$$

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Matthew Scouten Puntos 2518

$$\dfrac{10^{35} - 5}{7} = 14285714285714285714285714285714285$$ Bueno, eso es un patrón interesante. $10^6 \equiv 1 \mod 7$ por Fermat, con $\dfrac{10^6-1}{7} = 142857$. Así $$\dfrac{10^{36}-1}{7} = \left( 10^{30} + 10^{24} + 10^{18} + 10^{12} + 10^6 + 1\right) \dfrac{10^6-1}{7} = 142857142857142857142857142857142857$$ Ahora resta $7$ y dividir por $10$ para obtener $$ \dfrac{\dfrac{10^{36}-1}{7} -7}{10} = \dfrac{10^{36}-50}{10} = \dfrac{10^{35} - 5}{7} $$

EDITAR:

No hay nada especial acerca de la $10$ aquí, salvo que coprime a $7$ (y que podemos ver el patrón a la hora de escribir los números en base $10$). Así que también tenemos

$$ \dfrac{3^{36}-1}{7} = (3^{30} + 3^{24} + 3^{18} + 3^{12} + 3^6 + 1) \dfrac{3^6 - 1}{7} = (3^{30} + 3^{24} + 3^{18} + 3^{12} + 3^6 + 1) \times 104$$ y $$ \dfrac{3^{35}-5}{7} = \dfrac{\dfrac{3^{36}-1}{7} - 2}{3} = (3^{29} + 3^{23} + 3^{17} + 3^{11} + 3^5) \los tiempos de 104 + 34 $$ que en base a$3$$1021201021201021201021201021201021$.

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Usted puede utilizar el hecho de que el resto de $ab$ remaineder $a$ multiplicada por el remaineder $b$. Así olvidar factores de $7$, tenemos $3^{35}=27*3^{32}=6*(9)^{16}=6*2^{16}=6*(16)^4=6*2^4=6*2=5$

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Doug M Puntos 51

¿Conoces Fermat pequeño Teorema?

para el primer $p, n ^ p \equiv \mod p\\ n n ^ {p-1} \equiv 1 \mod p$

$10 ^ 35 = (10 ^ 6) ^ 5(10^5) \\ 10 ^ 35 \equiv (10 ^ 5) \mod 7\\ 10 ^ 35 \equiv 5 \mod 7$

Alternativa:

Se podría decir, $10^{35} -1 = (10^7 - 1)(10^{28} + 10^{21} + 10^{14} + 10^7 + 1)$

Y el resto del producto es igual al producto de los restos.

$(10 ^ 7 - 1) (10 ^ {28} + 10 ^ {21} + 10 ^ {14} + 10 ^ 7 + 1) / 7\\ (3-1) (3 ^ 4 + 3 ^ 3 + 3 ^ 2 + 3 + 1) = 242$

y el resto de 242/7 = 4

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