حساب کاربری
​
تغیر مسیر یافته از - اتحاد بزو
زمان تقریبی مطالعه: 4 دقیقه
لینک کوتاه

قضیه بزو

قضیه بزو یا اتحاد بزو (به انگلیسی: Bézout's identity) قضیه‌ای قدرتمند برای حلقه‌های جابجایی مجهز به الگوریتم تقسیم است. دو حالت خاص این قضیه، در مورد اعداد طبیعی و چندجمله‌ای‌ها معروف و پرکاربرد است. این قضیه را نخستین بار ریاضیدان فرانسوی اتین بزو در کتابش «نظریه عمومی معادله های جبری» اثبات کرد.

اتین بزو

فهرست

  • ۱ در مجموعه اعداد طبیعی
    • ۱.۱ صورت دیگر قضیهٔ بزو
      • ۱.۱.۱ برای اعدادی که متباین نیستند
    • ۱.۲ مثال
    • ۱.۳ اثبات
  • ۲ در مجموعه چندجمله‌ای‌های با ضرایب صحیح
    • ۲.۱ اثبات
  • ۳ منابع

در مجموعه اعداد طبیعی

فرض کنید a

و b
دو عدد صحیح باشند که دست کم یکی از آنها مخالف صفر است. در این صورت دو عدد صحیح r
و s
را می‌توان یافت به طوری که: d = r a + s b
که در آن d
ب. م. م a
و b
است. به عبارت دیگر حداقل یک ترکیب خطی از دو عدد صحیح a
و b
مساوی ب. م. م آن‌ها خواهد بود.

صورت دیگر قضیهٔ بزو

فرض کنید a

عددی صحیح و m
عددی طبیعی باشد که ( a , m ) = 1
. در اینصورت عددی طبیعی یکتا مانند a ∗
وجود دارد که a a ∗ ≡ 1 ( m o d m )
باشد و a ∗
را وارون ضربی a
به پیمانهٔ m
مینامیم.

برای اعدادی که متباین نیستند

اگر a

عددی صحیح و m
عددی طبیعی باشد ( a , m )
عدد در دستگاه کامل مانده های m
مانند a ∗
وجود دارد که a a ∗ ≡ ( a , m ) ( m o d m )

مثال

برای a = 10

و b = 24
یک ترکیب خطیشان باید برابر با ب. م. م شان، یعنی 2
شود. اگر قرار دهیم r = 5 , s = − 2
آنگاه a x + b y = 10 × 5 + 24 × ( − 2 ) = 2
یا به عبارت دیگر 10 × 5 ≡ 2 ( m o d 24 )

وارون ضربی 10 به پیمانهٔ 7 برابر 5 است؛ یعنی، 10 × 5 = 50 ≡ 1 ( m o d 7 )

اثبات

مجموعه کلیه ترکیب‌های خطی مثبت a

و b
را P
می‌نامیم. یعنی:

P = { a x + b y | x , y ∈ Z , a x + b y > 0 }

مجموعه P

به وضوح ناتهی است. زیرا مثلاً اگر y
ناصفر باشد، با x = 0 , y = b
یک عضو مثبت برای آن به دست می‌آید. چون همه اعضای P
مثبت اند، پس P
کوچکترین عضو دارد. آن را d
می‌نامیم و فرض می‌کنیم d = a x ′ + b y ′ > 0
. ادعا می‌کنیم d
مساوی ب. م. م a
و b
است. برای این کار، a
را بر d
تقسیم می‌کنیم. بنابر الگوریتم تقسیم، خارج قسمت q
و باقی‌مانده r
(که 0 ≤ r ≤ d
) وجود دارند که: a = d q + r
. حال باید نشان دهیم r = 0
اگر r > 0
آنگاه چون داریم

r = a − d q = a − ( a x ′ + b y ′ ) q = a − a x ′ q − b y ′ q = a ( 1 − a x ′ ) + b ( − y ′ q )

یعنی یک ترکیب خطی از a

و b
برابر با r
مثبت شده‌است که عددی کم تر از d
است. این تناقض است. زیرا d
کوچکترین ترکیب خطی مثبت a
و b
بود. پس فرض اولیه درست نبود. یعنی داریم r = 0
. به عبارت دیگر a
و مشابها b
بر d
بخش پذیر اند. ثابت شد d
مقسوم علیه مشترک a
و b
است. اثبات بزرگترین مقسوم علیه مشترک بودن آن مانده‌است. اگر d ′
ب. م. م آن دو باشد، چون a
و b
هر دو بر   d ′
بخش پذیر اند، پس هر ترکیب خطی آن دو نیز بر d ′
بخش پذیر اند. به ویژه d = a x ′ + b y ′
. پس d
از d ′
کوچکتر نیست و به عبارت دقیق تر، خود d ′
است.

در مجموعه چندجمله‌ای‌های با ضرایب صحیح

اگر a ( x )

و b ( x )
دو چندجمله‌ای با ضرایب صحیح باشند، آنگاه چندجمله‌ای‌های r ( x )
و s ( x )
با ضرایب صحیح وجود دارند که a ( x ) × r ( x ) + b ( x ) × s ( x )
برابر با ب. م. م a ( x )
و b ( x )
شود.

اثبات

چون در مجموعه چندجمله‌ای‌های با ضرایب صحیح، الگوریتم تقسیم درست است، مشابه اثبات قضیه برای مجموعه اعداد طبیعی، برای این صورت نیز جواب می‌دهد. (البته با تغییر اسامی و متغیرها)

منابع

  • بهشتی زواره، رویا، و مریم میرزاخانی. نظریه اعداد. تهران: انتشارات فاطمی.
آخرین نظرات
کلیه حقوق این تارنما متعلق به فرا دانشنامه ویکی بین است.