Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Līdzīgi dokumenti
Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Maǧistra studiju

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Microsoft Word - du_5_2005.doc

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

2012 Komandu olimpiāde Atvērtā Kopa Atrisinājumi 10. klasei 1. Tā kā LM ir viduslīnija, tad, balstoties uz viduslīnijas īpašībām, trijstūra 1 laukums

IEGULDĪJUMS TAVĀ NĀKOTNĒ Projekts Nr. 2009/0216/1DP/ /09/APIA/VIAA/044 NESTRIKTAS KOPAS AR VĒRTĪBĀM PUSGREDZENĀ UN MONĀDES PĀR KATEGORIJU Jāni

32repol_uzd

ro41_uzd

7. Tēma: Polinomi ar veseliem koeficientiem Uzdevums 7.1 (IMO1982.4): Prove that if n is a positive integer such that the equation x 3 3xy 2 + y 3 = n

DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE MATEMĀTISKĀS ANALĪZES KATEDRA Armands Gricāns Vjačeslavs Starcevs Lebega mērs un integrālis (individuālie uzdevumi) 2002

1

Komandu sacensības informātikā un matemātikā Cēsis 2017 Izteiksmes Fināla uzdevumi Aplūkosim aritmētiskas izteiksmes, kurās tiek izmantoti deviņi atšķ

48repol_uzd

Komandu olimpiāde Bermudu trijstūris Katru uzdevumu vērtē ar 0 5 punktiem. Risināšanas laiks - 3 astronomiskās stundas Uzdevumi 7. klasei 1. Doti 5 sk

Pamatelementi statistikā un Hipotēžu pārbaude

Microsoft Word - du_4_2005.doc

8.TEMATS RIŅĶI UN DAUDZSTŪRI Temata apraksts Skolēnam sasniedzamo rezultātu ceļvedis Uzdevumu piemēri M_10_SP_08_P1 Ar riņķa līniju saistītie leņķi Sk

Speckurss materiālu pretestībā 3. lekcija

skaitampuzle instrukcija

Simetrija spēlēs Teorija un piemēri, gatavojoties Atklātajai matemātikas olimpiādei 2018./2019. mācību gadā Olimpiādes uzdevumu komplektā katrai klašu

DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Matemātikas katedra Vjačeslavs Starcevs MATEMĀTISKĀS ANALĪZES SĀKUMU ZINĀTNISKIE PAMATI (izvēles tēmas) 2008

7.-9. Elfrīda Kokoriša Jekaterina Semenkova- Lauce Mācību satura un valodas apguve matemātikā Mācību līdzeklis skolēnam Projekts «Atbalsts valsts valo

Nevienādības starp vidējiem

Latvijas Universitāte Fizikas un matemātikas fakultāte Matemātiskās analīzes katedra Inese Bula HAOSS LEKCIJU KONSPEKTS 2008

Instrukcija par semināru Seminārs ir e-studiju aktivitāšu modulis, kas ir līdzīgs uzdevuma modulim, kurā studenti var iesniegt savus darbus. Tikai sem

Pārskatu aizpildīšana

Pārbaudes darbs. Varbūtību teorija elementi. 1.variants Skolēna vārds,uzvārds... 1.uzdevums. ( 1punkts) Kurš no notikumiem ir drošs notikums: a) nākoš

KURSA KODS

Microsoft Word - Papildmaterials.doc

Anita Palapa Liepājas Universitātes Studiju programmas Logopēdija 3. kursa studente Liepājas Katoļu pamatskolas praktikante Jautras spēles visai ģimen

Rīgas Tehniskā universitāte Apstiprinu: Studiju prorektors Uldis Sukovskis Rīga, Programmēšanas valoda JavaScript - Rīga Neformālās izglītī

2.2/20 IEGULDĪJUMS TAVĀ NĀKOTNĒ! Eiropas Reģionālās attīstības fonds Prioritāte: 2.1. Zinātne un inovācijas Pasākums: Zinātne, pētniecība un at

> > < < > < < Jauno matemātiķu konkurss 2016./2017. mācību gads 1. kārtas uzdevumi 1. Nevienādību mīkla Tukšajās rūtiņās katrā rindā un kolonnā tieši

APSTIPRINĀTS

ESF projekts Pedagogu konkurētspējas veicināšana izglītības sistēmas optimizācijas apstākļos Vienošanās Nr.2009/0196/1DP/ /09/IPIA/VIAA/001 Pr

APSTIPRINĀTS

VPVKAC darbības atskaite Par laika posmu līdz gada 31. oktobrim Lubānas novada VPVKAC VEIKTIE PAKALPOJUMI UN KONSULTĀCIJAS... 1 PAKALPOJUMU UN K

PCK34_atr_kopaa

Krājumā saīsinātā pierakstā sniegti pamatskolas ģeometrijas kursā sastopamie galvenie ģeometriskie jēdzieni, figūru īpašības, teorēmu formulējumi un a

LU 68 Fizikas sekcija DocBook

Latvijas 67. matemātikas olimpiādes 2. posma uzdevumi 5. klase Katru uzdevumu vērtē ar 0 10 punktiem 1. Uz autoceļa Brauc un piesprādzējies ir trīs br

Prezentacija

Microsoft Word - Vēlēšanu nolikums projekts.docx

1

Programmēšanas valoda iesācējiem 4. daļa. Programmēšanas prakse 2007 Alvils Bērziņš

R ecenzenti: V. Ziobrovskis un D. Kriķis

APSTIPRINĀTS ar LKA Senāta sēdes Nr. 9 lēmumu Nr gada 19. decembrī NOLIKUMS PAR PĀRBAUDĪJUMIEM AKADĒMISKAJĀS BAKALAURA UN MAĢISTRA STUDIJU PR

Latvijas 43. astronomijas atklātās olimpiādes neklātienes kārta gada 16. aprīlī 1. TESTS Izvēlies tikai vienu atbildi 1. Kurš no šiem zvaigznāji

Microsoft Word - Lekcija_Nr3.doc

Microsoft Word - Abele

Latvijas Republika BAUSKAS NOVADA DOME BAUSKAS 2. VIDUSSKOLA Reģ. Nr , Dārza iela 9, Bauska, Bauskas nov., LV-3901 tālrunis/fakss ,

Laboratorijas darbi mehānikā

8

klase gada 1. kārtas uzdevumi 3 punktu uzdevumi: Sabiedriskais transports Ielaušanās Medus kāre Zivis Robots 4 punktu uzdevumi: Bebru ka

LATVIJAS REPUBLIKA INČUKALNA NOVADA DOME Reģ.Nr , Atmodas iela 4, Inčukalns, Inčukalna pagasts, Inčukalna novads, LV-2141 Tālr./fakss 67977

PowerPoint Presentation

PowerPoint Presentation

APSTIPRINĀTI ar Latvijas Kultūras akadēmijas Senāta sēdes Nr. 9 lēmumu Nr gada 17. decembrī. Grozījumi ar Senāta sēdes Nr. 1 lēmumu Nr

Mūsu programmas Programmu ilgums 1 semestris 15 nodarbības 1,5 h nodarbības ilgums

BABĪTES NOVADA PAŠVALDĪBAS DOME Reģ. Nr Centra iela 4, Piņķi, Babītes pagasts, Babītes novads, LV-2107 tālr , , fakss 67

A.Broks Studiju kursa DOMĀŠANAS SISTEMOLOĢIJA nodarbību shematiskie konspekti DS - PRIEKŠVĀRDS

2018 Finanšu pārskats

KURSA KODS

Latvijas ekonomikas akmeņainais ceļš pēc neatkarības atgūšanas

PowerPoint Presentation

Virsraksts (Heading 2)

Matemātikas uzdevumu krājums 6. klasei / Zane Kūlaine/ Pelču speciālā internātpamatskola – attīstības centrs

S-7-1, , 7. versija Lappuse 1 no 5 KURSA KODS STUDIJU KURSA PROGRAMMAS STRUKTŪRA Kursa nosaukums latviski Varbūtību teorija un matemātiskā

LATVIJAS UNIVERSITĀTE

Klimata valoda eksperimenta būtība Klimats vai laikapstākļi? Kurš ir kurš? Kas ir kas? Laikapstākļi ir tas, ko mēs šobrīd redzam aiz loga. Var būt sau

B_Briede

Studiju programmas nosaukums

Nintex Workflow 2010 instalēšanas ceļvedis Instalēšanas ceļvedis Nintex USA LLC 2012, visas tiesības paturētas. Kļūdas un izlaidumi novērsti.

Valsts bioloģijas olimpiāde klase Teorētiskie uzdevumi Dalībnieka kods 1. uzdevums (10 p) Sportistu energoapgādi limitējošais faktors vienmēr

FMzino_

Līgums Nr

PowerPoint Presentation

PowerPoint Presentation

8

Slide 1

Eiropas Savienības Padome Briselē, gada 3. novembrī (OR. en) 15041/14 PAVADVĒSTULE Sūtītājs: ENT 251 MI 843 CONSOM 227 COMPET 600 DELACT 213 Dir

LATVIJAS UNIVERSITĀTE

Slide 1

Slide 1

LV IEVĒRO: VISAS LAPASPUŠU NORĀDES ATTIECAS UZ SPĒLES KOMPLEKTĀ IEKĻAUTO SPĒLES NOTEIKUMU GRĀMATIŅU. SPĒLES KOMPLEKTS: 12 pentamino, 5 sarkani klucīši

Eiro viltojumi Latvijā

5.TEMATS Varbūtību teorijas elementi Temata apraksts Skolēnam sasniedzamo rezultātu ceļvedis Uzdevumu piemēri Stundas piemērs M_11_SP_05_P1 Diofanta a

v, m/s Projekta numurs: /16/I/002 Nacionāla un starptautiska mēroga pasākumu īstenošana izglītojamo talantu attīstībai 10 1 Velobraukšanas sace

PowerPoint Presentation

SIA Liepājas latviešu biedrības nams 2016.gada pārskats (Vadības ziľojums un finanšu pārskats) un revidenta ziľojums 1

Microsoft Word - Parskats_Kraslava_2007.doc

Kas mums izdodas un ko darīsim tālāk?

Transkripts:

1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studiju programma Matemātika Studiju kurss Veselo skaitļu teorija 7.lekcija Docētājs: Dr. P. Daugulis 2008./2009.studiju gads

Saturs 2 1. Fermā un Eilera teorēmas 4 2. Modulārās aritmētikas pielietojumi 10 2.1. Pozicionālais pieraksts.................. 10 2.2. Informācijas apstrāde.................. 21 2.2.1. Informācijas glabāšana - hashing........ 21 2.2.2. Informācijas drošība - paritātes un cita veida kongruenču pārbaude.............. 23 2.2.3. Nejaušo skaitļu ǧenerēšana........... 25 2.2.4. Aritmētisko operāciju pārbaude......... 26 2.3. Dalāmības pazīmes.................... 27 2.3.1. Dalāmība ar 2 un vispārināšana uz 2 l..... 27 2.3.2. Dalāmība ar 3.................. 28 2.3.3. Dalāmība ar 5 un vispārināšana uz 5 k..... 29 2.3.4. Dalāmība ar 6.................. 29 2.3.5. Dalāmība ar 11.................. 30

3. 7.mājasdarbs 31 3

1. Fermā un Eilera teorēmas 4 1.1. piemērs. Atradīsim kāpinātājus, ar kuriem invertējamie elementi ir kongruenti ar 1 gredzenos GF (5), GF (7). 1.1. teorēma. (Fermā Mazā teorēma) Ja p ir pirmskaitlis un tad a 0(mod p), a p 1 1(mod p) PIERĀDĪJUMS Apskatīsim funkciju kas tiek definēta šādi: f a : U p U p, f a (x) = ax. Apskatīsim piemērus gredzenos GF (5) (a = 2) un GF (7) (a = 2 vai a = 3).

Pierādīsim, ka f a ir bijektīva funkcija: injektivitāte - f a (x 1 ) = f a (x 2 ) = ax 1 ax 2, reizinot abas puses ar a 1, iegūsim x 1 x 2, tātad f a ir injektīva; sirjektivitāte - y U p izpildās tātad f a ir sirjektīva. y a(a 1 y) f a (a 1 y), Tā kā f a ir bijektīva funkcija, tad reizinot ar a kopas U p dažādos elementus sakārtotus kādā noteiktā kārtībā (z 1,..., z p 1 ), iegūsim tos pašus elementus citā kārtībā. Apskatīsim reizinājumu (az 1 )(az 2 )... (az p 1 ) divos veidos: no vienas puses, pielietojot reizināšanas komutativitāti, tas ir vienāds ar a p 1 (z 1... z p 1 ), 5

un no otras puses, tas ir vienāds ar elementu z i reizinājumu kādā citā kārtībā un, pielietojot vēlreiz atlikumu klašu reizināšanas komutativitātes īpašību, redzam, ka tas ir vienāds ar Tātad z 1... z p 1. a p 1 (z 1... z p 1 ) z 1... z p 1 (mod p) a p 1 1(mod p). 1.2. piemērs. 2 2 1(mod 3), 2 4 1(mod 5), 2 10 1(mod 11), 88 88 1(mod 89). 6

7 1.2. teorēma. (Eilera teorēma) Ja LKD(a, m) = 1, tad a ϕ(m) 1(mod m). PIERĀDĪJUMS Tā kā LKD(a, m) = 1, tad a klase ir multiplikatīvi invertējams elements kopā U m. Tālāk pierādījums ir līdzīgs Fermā teorēmas pierādījumam, ievērojot, ka U m = ϕ(m). Apskatīsim funkciju f a : U m U m, kas tiek definēta šādi: f a (x) = ax. Līdzīgi kā Fermā teorēmā pierādām, ka f a ir bijektīva funkcija. Ja f a ir bijektīva funkcija, tad reizinot ar a kopas U m dažādos elementus sakārtotus kādā noteiktā kārtībā (z 1,..., z ϕ(m) ), iegūsim tos

8 pašus elementus citā kārtībā. Apskatīsim reizinājumu Tas ir vienāds gan ar gan ar Tātad saīsinot iegūsim (az 1 )(az 2 )... (az ϕ(m) ). a ϕ(m) (z 1... z ϕ(m) ), z 1... z ϕ(m). a ϕ(m) 1(mod m). 1.1. piezīme. Ievērosim, ka Fermā teorēma ir Eilera teorēmas speciālgadījums. 1.2. piezīme. Dažreiz Fermā teorēmu formulē arī veidā a p a(mod p)

9 vai a 1 a p 2 (mod p). 1.3. piezīme. Fermā un Eilera teorēmu pielietojums - ātrā kāpināšana, ja a 0(mod p), tad : a b a b(mod p 1) (mod p).

2. Modulārās aritmētikas pielietojumi 10 2.1. Pozicionālais pieraksts Senajos laikos cilvēki izmantoja primitīvu skaitļu pierakstu, kas pēc būtības ir līdzīgs svītriņu vilkšanai (nepozicionālās sistēmas), piemēram: viena svītriņa - vieninieks vai viens objekts, pārsvītrota svītriņa (X) - desmitnieks vai desmit objekti, īpaši simboli (hieroglifiskajās sistēmās), kas apzīmē 100 u.t.t. burti (alfabētiskās sistēmas senajā Grieķijā un Izraēlā) Šādā pierakstā simbola vietai nav lielas nozīmes. Parasti simboli tika sakārtoti noteiktā kārtībā, piemēram, lielākā svara simboli atradās pieraksta sākumā. Problēmas - ar šādu pierakstu grūti veikt aritmētiskās operācijas.

Būtiskas izmaiņas notika tad, kad cilvēki sāka pierakstīt skaitļus tā, lai simbola atrašanās vietai būtu lielāka nozīme - pozicionālajās sistēmās. Tāds pieraksts tika ieviests Indijā ap 500 AD. Viduslaikos tas tika pārņemts Eiropā un tiek izmantots līdz pat mūsu dienām. 2.1. teorēma. Ja m > 1 ir vesels skaitlis, tad jebkurš naturāls skaitlis n ir viennozīmīgi izsakāms formā k n = a i m i, i=0 kur a k 0 un katram i izpildās nosacījums 0 a i < m. PIERĀDĪJUMS Aprakstīsim algoritmu, ar kura palīdzību var atrast skaitļus a i : 1. Izdalīsim n ar m: n = q 1 m + a 0 ; 2. Izdalīsim q 1 ar m: q 1 = q 2 m + a 1, 11

12 ievērosim, ka n = q 1 m + a 0 = (q 2 m + a 1 )m + a 0 = q 2 m 2 + a 1 m + a 0 ; 3. Izdalīsim q 2 ar m: ievērosim, ka q 2 = q 3 m + a 2, n = q 2 m 2 + a 1 m + a 0 = (q 3 m + a 2 )m 2 + a 1 m + a 0 = q 3 m 3 + a 2 m 2 + a 1 m + a 0 ;...... Algoritms tiek uzskatīts par pabeigtu, kad kārtējais dalījums ir vienāds ar 0 - pēdējais nenulles atlikums ir a k. Ievērosim, ka algoritma izpilde vienmēr apstājas, jo dalījumu virkne q 1, q 2,... ir stingri dilstoša.

Algoritma izpildes rezultātā iegūsim skaitļu virkni (a 0, a 1,..., a k ), kas apmierina vienādību n = a k m k + a k 1 m k 1 +... + a 2 m 2 + a 1 m + a 0, tātad skaitļu virkne, kas ir deklarēta teorēmas apgalvojumā, eksistē. Pierādīsim šādas skaitļu virknes (a 0, a 1,..., a k ) vienīgumu. Pieņemsim, ka eksistē divi izvirzījumi n = a k m k + a k 1 m k 1 +... + a 2 m 2 + a 1 m + a 0 = b k m k + b k 1 m k 1 +... + b 2 m 2 + b 1 m + b 0 un sāksim salīdzināt skaitļus a i un b i sākot no i = 0: 1. Reducēsim n pēc moduļa m: n a 0 b 0 (mod m), tāpēc a 0 = b 0, 13

14 2. Reducēsim n a 0 m pēc moduļa m: n a 0 m tāpēc = a km k 1 +... + a 2 m + a 1 a 1 b k m k 1 +... + b 2 m + b 1 b 1 (mod m), a 1 = b 1, 3. Reducēsim n a 0 a 1 m m 2 pēc moduļa m: n a 0 a 1 m m 2 tāpēc = a k m k 2 +... + a 3 m + a 2 a 2 b k m k 2 +... + b 3 m + b 2 b 2 (mod m), a 2 = b 2,

2.1. piezīme. Skaitļa izvirzījumu m pakāpju lineārās kombinācijas veidā sauksim par skaitļa m-āro pozicionālo pierakstu (vai par m- adisko pierakstu) un apzīmēsim ar a k a k 1...a 0 m vai kādā vienkāršākā veidā, ja nav riska pārprast pierakstu. Pēc noklusēšanas pieņemsim a k a k 1...a 0 = a k a k 1...a 0 10. Skaitli m sauksim par pieraksta bāzi. 2.2. piezīme. Mūsdienās cilvēki gandrīz vienmēr strādā ar decimālo pierakstu (m = 10), arī ciparu skaits ir saskaņots ar šo m vērtību. Plašāk pielietotie pieraksti datorzinātnēs un datortehnoloǧijās - m = 2 - binārais pieraksts, simbolus 0, 1 sauc par bitiem, m = 8 - oktālais pieraksts, m = 16 (ar cipariem 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A = 10,B = 11,C = 12,D = 13,E = 14,F = 15) - heksadecimālais pieraksts. 2.3. piezīme. No binārā pieraksta seko šāds neacīmredzams fakts - katru naturālu skaitli var viennozīmīgi izteikt kā 2 pakāpju summu. 15

2.4. piezīme. Algoritms skaitļa n pārveidošanai no decimālās sistēmas uz m-āro sistēmu: 1. izdalīt n ar m: n (q 1, a 0 ), kur n = q 1 m + a 0, ja q 1 0, tad iet tālāk; 2. izdalīt q 1 ar m: (q 1, a 0 ) (q 2, a 1 ), kur q 1 = q 2 m+a 1, ja q 2 0, tad iet tālāk; 3. izdalīt q 2 ar m: (q 2, a 1 ) (q 3, a 2 ), kur q 2 = q 3 m+a 2, ja q 3 0, tad iet tālāk;... izdalīt... k+1. Uzrakstīt simbolus pareizā kārtībā - a k a k 1...a 0 m ; k+2. Veikt pārbaudi: a k m k + a k 1 m k 1 +... + a 0? = n. 16

2.1. piemērs. Pārveidosim skaitli 2007 5-ārajā pierakstā: 1. 2007 = 401 5 + 2 a 0 = 2, q 1 = 401; 2. 401 = 80 5 + 1 a 1 = 1, q 2 = 80; 3. 80 = 16 5 + 0 a 2 = 0, q 3 = 16; 4. 16 = 3 5 + 1 a 3 = 1, q 4 = 3; 5. 3 = 0 5 + 3 a 4 = 3, q 5 = 0; 6. Pierakstām rezultātu 2007 = 31012 5 ; 7. Veicam pārbaudi: 3 5 4 + 1 5 3 + 0 5 2 + 1 5 1 + 2 = 1875 + 125 + 5 + 2 = 2007. 17

2.5. piezīme. Algoritms skaitļa n pārveidošanai no m-ārās sistēmas uz decimālo sistēmu: 1. Ja ir dots skaitlis n = a k a k 1...a 0 m, aprēķināt decimālajā pierakstā summu n = a k m k + a k 1 m k 1 +... + a 0. 2.2. piemērs. Ja skaitlis 7-ārajā pierakstā ir 3621 7, tad decimālajā pierakstā tas ir 3 7 3 + 6 7 2 + 6 7 1 + 1 = 1338. 2.6. piezīme. Algoritms skaitļa n pārveidošanai no m 1 -ārās sistēmas uz m 2 -āro sistēmu: 1. Pārveidot skaitli n no m 1 -ārā pieraksta uz decimālo pierakstu, 2. Pārveidot skaitli n no decimālā pieraksta uz m 2 -āro pierakstu. 2.3. piemērs. Pārveidosim skaitli 3621 7 uz heksadecimālo pierakstu: 3621 7 1338 53A 16 18

2.7. piezīme. Pozicionālās sistēmas plusi: simbolu ekonomija, ērti veikt aritmētiskās operācijas - algoritmi visiem ir zināmi, tos var vispārināt no m = 10 uz jebkuru m vērtību. 2.2. teorēma. 1. Maksimālais naturālais skaitlis, ko var ierakstīt m-ārajā sistēmā ar k simboliem ir vienāds ar m k+1 1. 2. Lai skaitli n ierakstītu m-ārajā sistēmā, ir nepieciešami simboli. k n = [log m n] + 1 PIERĀDĪJUMS 1. Lielākais skaitlis ar k simboliem m-ārajā pierakstā ir (m 1)(m 1)...(m 1) m = (m 1)(1 + m +... + m k ) = (m 1) mk+1 1 m 1 = m k+1 1. 19

2. n = m log m n, tāpēc m [log m n] n < m [log m n]+1. m-ārajā pierakstā skaitlis m [log m n] ir 1000...000 }{{} ([log m n] + 1 cipari) [log m n] reizes un m [log m n]+1 ir 1000...000 }{{} ([log m n]+2 cipari). Redzam, ka skaitli [log m n]+1 reizes n var pierakstīt ar [log m n] + 1 cipariem. 20

2.2. Informācijas apstrāde 21 2.2.1. Informācijas glabāšana - hashing Lielus informācijas daudzumus labāk ir glabāt sakārtotā veidā - lai varētu ātrāk atrast vajadzīgo informāciju. Viens no informācijas glabāšanas veidiem - sašķirot informāciju noteiktā veidā, saliekot to konteineros. Šādā gadījumā, lai atrastu vajadzīgo informāciju, pietiek pārmeklēt vienu konteineru, nevis visu informācijas kopumu. Viens no informācijas šķirošanas veidiem - hešhings (hashing) jeb hash-funkcijas izmantošana. Metodes būtība: tiek definēta funkcija (hash-funkcija), kas katrai informācijas vienībai (skaitlim, vārdam, simbolu virknei u.c.) piekārto sakārtotas un bieži vien mazākas kopas (atslēgu kopas) elementus,

katrai informācijas vienībai tiek pielietota hash-funkcija un informācija tiek glabāta konteineros (failos vai cita veida OS atkarīgās struktūrās) atbilstoši atslēgas vērtībai, lai atrastu doto informācijas vienību, pietiek pārmeklēt tikai to konteineru, kas atbilst tās atslēgas vērtībai. Hash-funkciju piemēri: vārda pirmais burts, f(x) = [xm], ja 0 x 1, f(x) = x (mod m), 22

2.2.2. Informācijas drošība - paritātes un cita veida kongruenču pārbaude Ierakstot un pārraidot informāciju var rasties kļūdas. Lai garantētu informācijas saglabāšanos, sākotnējai ierakstāmajai vai pārraidāmajai informācijai pievieno papildus informāciju, kuru izmanto pārbaudē - salīdzina ierakstīto papildus informāciju ar aprēķināto: sūtītājs fiksē pārraidāmo informāciju A, sūtītājs aprēķina pārbaudošo papildus informāciju f(a) (parasti f(a) pēc apjoma ir daudz mazāka kā A), sūtītājs pārraida vai ieraksta pāri (A, f(a)), saņēmējs saņem informāciju (A, B ) (iespējamas kļūdas), saņēmējs aprēķina f(a ), ja B f(a ), tad konstatē, ka notikusi pārraides vai ierakstīšanas kļūda. Papildus informācijas ǧenerēšanai bieži izmanto modulāro aritmētiku. 23

Vienkāršākie piemēri: paritātes pārbaude - informācijas vienībai tiek pievienots paritātes bits (0 vai 1) atkarībā no tā, vai dotā informācijas vienība, iekodēta kā vesels skaitlis, ir pāra vai nepāra skaitlis, šī metode ļauj noteikt, ka ir kļūda tieši vienā bitā; 10 ciparu ISBN numurs - informācija tiek iekodēta pirmajos 9 ciparos un pēdējais tiek aprēķināts pēc formulas 1 a 1 + 2 a 2 +... + 9 a 9 (mod 11) 24

25 2.2.3. Nejaušo skaitļu ǧenerēšana Nejaušo skaitļu ǧenerēšana - svarīga operācija. Nejaušie skaitļi tiek izmantoti varbūtiskajos algoritmos u.c. Vienkāršs nejaušo skaitļu ǧenerators: x n+1 = ax n + b (mod m), kur LKD(b, m) = 1, x 0 - sēkla (seed). 2.4. piemērs. Ja m = 13, a = 2, b = 4, x 0 = 5, tad iegūsim virkni 5, 1, 6, 3, 10, 11, 0, 4, 12, 2, 8, 7, 5.

26 2.2.4. Aritmētisko operāciju pārbaude Aritmētisko operāciju rezultātu pareizības pārbaudē var izmantot vienu no modulārās aritmētikas īpašībām: Pretējais apgalvojums: a = b = a b (mod m) m. m : a b (mod m) = a b. Pārbaudes algoritms: 1. Atrodam operācijas rezultātu c = a b, 2. Atrodam c = a b (mod m) un c = c (mod m)), 3. Ja c c, tad konstatējam kļūdu.

2.3. Dalāmības pazīmes Dalāmības ar m pazīme - īpašība, kas piemīt m daudzkārtņu cipariem (parasti 10-ārajā pierakstā). Šajā sadaļā pieņemam, ka n = a k a k 1...a 0 = a k 10 k +... + a 1 10 + a 0. 27 2.3.1. Dalāmība ar 2 un vispārināšana uz 2 l Tā kā 10 l = 2 l 5 l 0 (mod 2), ja l 1, tad n a 0 + a k 1 0 +... + a 0 a 0 (mod 2). Dalāmības pazīme ar 2: 2 n 2 a 0 (ja n pēdējais cipars dalās ar 2 - pieder kopai {0, 2, 4, 6, 8}). Tā kā 10 j = 2 j 5 j 0 (mod 2 l ), ja j l, tad n a l 1 10 l 1 + a l 1 1 +... + a 0 = a l 1 a l 2...a 0 (mod 2 l ).

28 Dalāmības pazīme ar 2 l : 2 l n 2 l a l 1 a l 2...a 0 (ja pēdējo l ciparu veidotais skaitlis dalās ar 2 l ). 2.3.2. Dalāmība ar 3 Tā kā 10 l 1 (mod 3), tad n a k 1 + a k 1 1 +... + a 0 a k + a k 1 +... + a 0 (mod 3). Dalāmības pazīme ar 3: 3 n 3 a k + a k 1 +... + a 0 (ja n ciparu summa dalās ar 3).

29 2.3.3. Dalāmība ar 5 un vispārināšana uz 5 k Tā kā 10 j = 2 j 5 j 0 (mod 5 l ), ja j l, tad n a l 1 10 l 1 + a l 1 1 +... + a 0 = a l 1 a l 2...a 0 (mod 5 l ). Dalāmības pazīme ar 5 l : 5 l n 5 l a l 1 a l 2...a 0 (ja pēdējo l ciparu veidotais skaitlis dalās ar 5 l ). 2.3.4. Dalāmība ar 6 6 = 2 3 un LKD(2, 3) = 1, tāpēc 6 n tad un tikai tad, ja 2 n un 3 n. Dalāmības pazīme ar 6: 6 n tad un tikai tad, ja n pēdējais cipars ir pāra skaitlis un n ciparu summa dalās ar 3.

30 2.3.5. Dalāmība ar 11 Tā kā 10 1 (mod 11), tad 10 2j ( 1) 2j 1 (mod 11) un 10 2j+1 ( 1) 2j+1 1 (mod 11). Redzam, ka n a k ( 1) k +... + a 2 a 1 + a 0 (mod 11). Dalāmības pazīme ar 11: 11 n 11 a 0 a 1 + a 2 +... + a k ( 1) k (ja n ciparu alternējoša summa dalās ar 11).

3. 7.mājasdarbs 31 7.1 Izmantojot Fermā teorēmu, pierādiet, ka 666666 666666 1(mod 666667). 7.2 Dots, ka p > 2 ir pirmskaitlis un n ir naturāls skaitlis. Pierādiet, ka dalot n p 1 2 ar p, atlikumā iegūst 0, 1 vai p 1. 7.3 Izmantojot Fermā teorēmu pierādiet, ka katram pirmskaitlim p un visām atlikumu klasēm a, b izpildās (a + b) p a p + b p (mod p). 7.4 Skaitli 2008 pārveidojiet šādos pozicionālajos pierakstos: a) binārajā, b) oktālajā, c) heksadecimālajā, d) ternārajā. 7.5 Atrodiet dalāmības pazīmi ar (a) 18; (b) 7.