23 svar
175 visningar
naturaren03 58
Postad: 6 okt 2022 10:31

Diofantisk ekvation

Hej alla!

 

Jag har under en lång period försökt lösa en diofantisk ekvation, det går bra med Euklides algoritm samt Euklides algoritm baklänges, dock blir det ett fel när man ska lösa "1" som jag inte kan klura ut...Skulle ni snälla kunna hjälpa mig?

Den diofantiska ekvationen : 23x + 97y = 7000

                                                     SGD(23,97) = 1 

                                                      97 = 4 23 + 5

                                                     23 = 4 5 + 3

                                                      5 = 1 3 + 2

                                                     3 = 1 2 + 1

                                                     2= 2 1 +0

                                                   SGD(97,23) = 1. 


Euklides algoritm beräknas baklänges:

                                  1 = 3-12

                                  2 = 5-13

                                  3= 23-45 

                                  5= 97-423.


  1 = 3 - 1 2 = 3 - (5-1 3)= (23-45)-5+1 (23-45)=

= 23-4(97-423)-(97-423+1)(23-4(97-423)).

Har jag skrivit upp och bytt ut uttrycken på rätt sätt? Det är alltid dehär steget som jag inte kan gå vidare från...

Laguna Online 30711
Postad: 6 okt 2022 11:31 Redigerad: 6 okt 2022 11:33

Byt inte ut alla ettor. Jag brukar ta ett steg i taget och förenkla mellan stegen. 

Det saknas gångertecken, så det är svårt att se vad du gör. 423 är ju inte 423 utan 4 gånger 23.

 

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 11:19

 1 = 3 - 1 2 = 3 - (5-1 x 3)= (23-4x5)-5+1 (23-4x5)=

= 23-4(97-4x23)-(97-4x23+1)(23-4(97-4x23)).

Precis det ska vara gångertecken som hade suddats bort. Jag förstår inte riktigt vad du menar att jag inte ska byta utalla ettor. 

Jag får alltid fel svar när jag ska räkna ut antalet 23 och 97 framkommer. Jag får fram   1 = 23 (9) + (97) (-13)  vilket är helt fel. 

Har jag kanske satt upp ekvationen fel?

Laguna Online 30711
Postad: 7 okt 2022 16:14

97=4*23+5     5=97-4*23

23=4*5+3    3=23-4*5

5=1*3+2    2=5-1*3

3=1*2+1    1=3-1*2

1 = 3-1*2 = 3-1*(5-1*3) = 2*3-5 = 2*(23-4*5) - 5 = 2*23 - 9*5 = 2*23 - 9*(97-4*23) = 38*23-9*97

Det jag menade med att byta ut alla ettor var att du hade bytt ut ettan i 1*3.

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 16:33

Tusen tusen tack! Nu förstår jag.

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 17:59 Redigerad: 7 okt 2022 18:02
Laguna skrev:

97=4*23+5     5=97-4*23

23=4*5+3    3=23-4*5

5=1*3+2    2=5-1*3

3=1*2+1    1=3-1*2

1 = 3-1*2 = 3-1*(5-1*3) = 2*3-5 = 2*(23-4*5) - 5 = 2*23 - 9*5 = 2*23 - 9*(97-4*23) = 38*23-9*97

Det jag menade med att byta ut alla ettor var att du hade bytt ut ettan i 1*3.

Menar du att 38 är positiv och 9 är negativ?

Alltså är x= 38 och Y=-9?

Om man räknar ut med det som jag skrivit ovan blir det svårt att till slut hitta positva heltalsöningar...

Men om både 38 och 9 är positiva kan man finna positiva heltalslöningar

Laguna Online 30711
Postad: 7 okt 2022 18:23

Du har ju kvar multiplikationen med 7000. Då kan du få x och y att bli positiva båda två.

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 18:28
Laguna skrev:

Du har ju kvar multiplikationen med 7000. Då kan du få x och y att bli positiva båda två.

38 gånger 7000 = 266000

-9 gånger 7000= -63000,

nej y blir inte positiv...att den inte blir positiv resulterar i att det är svårt att få fram positiva heltalslösningar i senare skede...

Laguna Online 30711
Postad: 7 okt 2022 18:30

Du får ta den generella lösningen och plussa på tills båda blir positiva.

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 18:31 Redigerad: 7 okt 2022 18:31

Generella lösningen är x= x0 -bn, y = y0 + an. 

plus och minus blir minus,,,,så det funkar inte..

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 18:34

x1=266 000-97(-2739)=531683

y1= -63 000+23(-2739)=-125997


x2= 266 000-97(-2740)= 531780

y2= -63 000+23(-2740)=-126020


x3= 266 000-97(-2741)= 123

y3=- 63 000+23(-2741)=43


x4=266 000-97(-2742)=531974

y4=-63 000+23(-2742)=-126066.

att det blir minus vid alla y är fel. Vad kan jag göra?

Laguna Online 30711
Postad: 7 okt 2022 18:55

x3 och y3 är väl bra?

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 18:58
Laguna skrev:

x3 och y3 är väl bra?

så svaret på hela frågan är enbart x3 och y3. Jag trodde att alla skulle bli positiva. Bör inte alla x1,x2,x3,x4 samt y1,y2,y3,y4 även vara positiva?

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 19:10

jag hade beräknat fel...x3 blir psotiv men y3 blir negativ..

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 19:24

x1=266 000-97(-2739)=531683

y1= -63 000+23(-2739)=-125997


x2= 266 000-97(-2740)= 531780

y2= -63 000+23(-2740)=-126020


x3= 266 000-97(-2741)= 531877

y3=- 63 000+23(-2741)=-126043


x4=266 000-97(-2742)=531974

y4=-63 000+23(-2742)=-126066.

Dessa är de korrekta uträkningarna.

Jag vet verkligen inte hur jag ska gå vidare

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 7 okt 2022 20:20

Jag förstår inte vad det är du hakat upp dig på. Den generella lösningen (uttryckt i n, vet inte vilken variabel ni använder) är ett heltal, negativt eller positivt, spelar ingen roll.

Skillnaden är att i vissa uppgifter så kan inte dina par (x,y) vara negativa. 

Om du har 6x+19y=3000 där x är barn och y är vuxna som köpte biljetter till en bio så krävs det att vi måste hitta ett (x,y) där bägge är  icke-negativa då man inte kan ha -14 barn som köpt en biljett.

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 20:24

Tack för svaret. 

Jag har fått att  -2739 ska vara större än n ska vara mindre än -2742. Alltså kan jag räkna med n som -2739,-2740,-2741,-2742. När jag gör det i den genrella lösningen så får jag inte x och y par som blir positivt. Så, kan svaret vara att just den diofantiska ekvationen har oändligt många lösningar, dock inte positiva lösningar?

Det var det som jag hade hakat upp mig på, att jag inte får fram positiva lösningar.

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 7 okt 2022 20:28 Redigerad: 7 okt 2022 20:30

Om det handlar om allmänna diofantidka ekvationer så finns det oändligt med lösningar, ja då n är ett godtyckligt heltal. 

Om uppgiften som exemplet ovan kräver att vi svarar med endast positiva lösningar så får du ta fram den generella lösningen, och sätta var och en =>0 då vi antingen har 0, eller fler. Då får vi ett intervall av n vi kan använda och då finns det ett finit antal lösningar. Men återigen, det beror på vad vi söker. 

Precis som i pythagoras så förstår vi att en sidlängd inte kan vara negativ då det skulle vara ologiskt. 

Är du med? 

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 20:31

Uppgiften som jag fick var bara "Hitta samtliga positiva lösningar till den diofantiska ekvationen 23x+97y=7000". 

Det var inget konkret exempel. Känner att jag räknat något fel när jag inte hittar någon positiv lösning alls eftersom att uppgiften gick ut på det.

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 7 okt 2022 20:36

Vad är din generella lösningen? Skriv ut den först och främst, tag sedan x och y för sig självt och läs olikheter ovan. Jämför med facit. Om det intr stämmer, berätta lite mer om vad facit svarar och bad du svarat.

Jag har inte räknat uppgiften själv så för tillfället bet jsg inte hur många positiva lösningar som existerar. 

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 20:41

Vi har ingen facit, det är just därför jag söker så mycket hjälp som möjligt. 

Den allmänna lösningen 

  x= 266 000 - 97 x n

  y=  -63 000+ 23 x n.

Sedan satte jag upp både x och y som olikheter där n kunde vara större eller likamed 0 och då fick jag :

Vi kan lösa olikheten i ekvation 1. n  är större eller lika med -2742 

samt går det att lösa olikheten i ekvation 2. n är större eller lika med -2739 . 

 Detta innebär att n kan vara fyra olika heltal vilka är -2739,-2740, -2741 samt -2742. 

Så jag räknade ut dem : 

x1=266 000-97(-2739)=531683

y1= -63 000+23(-2739)=-125997


x2= 266 000-97(-2740)= 531780

y2= -63 000+23(-2740)=-126020


x3= 266 000-97(-2741)= 531877

y3=- 63 000+23(-2741)=-126043


x4=266 000-97(-2742)=531974

y4=-63 000+23(-2742)=-126066.

Och får enbart negativa par...

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 7 okt 2022 21:12

Du har räknat fel, n ska inte vara negativt.

2740n2472 2740 \leq n \leq 2472 vilket ger dig dina tre söka heltalslösningar.

naturaren03 58
Postad: 7 okt 2022 21:15
Dracaena skrev:

Du har räknat fel, n ska inte vara negativt.

2740n2472 2740 \leq n \leq 2472 vilket ger dig dina tre söka heltalslösningar.

Tack du rädda mig verkligen

men hur kom du fram till detta? Varför från 2740 och inte 2739? Kan jag bara omvandla n från negativt till positivt?

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 8 okt 2022 13:14 Redigerad: 8 okt 2022 13:15

Jag räknade bara olikheten normalt, du måste ha råkat vända på din olikhet. 

Exempelvis, om vi får n74.3n \geq 74.3 så måste alltås n vara 75\geq 75 eftersom den antingen är lika, eller större, men vi vet att n är endast ett heltal så vi får avrunda upp. 

Om olikheten hade varit n74.3n \leq 74.3 så är n alltså n74n \leq 74.

Visa gärna hur du fick ett negativt n.

Svara
Close