Congruencias · Definición

Congruencia lineal

teoría de números elementalcongruencias

Antes de empezar necesitas conocer

Las congruencias lineales generalizan las ecuaciones lineales a la aritmética modular. Su resolución depende de si el coeficiente a es invertible módulo m.

Definición

Una congruencia lineal es una congruencia de primer grado en una incógnita \(x\), con coeficientes enteros \(a\), \(b\) y módulo \(m\); sus soluciones son los enteros \(x\) que la cumplen.

\[ax \equiv b \pmod{m}\]

Si \(\gcd(a,m)=1\), la congruencia tiene exactamente una solución módulo m, obtenida multiplicando ambos lados por el inverso modular de a. Si \(\gcd(a,m)=d\) divide a b, la congruencia tiene exactamente d soluciones módulo m, y no tiene solución si d no divide a b.

Para resolver \(3x \equiv 2 \pmod{7}\), como \(\gcd(3,7)=1\) y \(3\cdot 5=15\equiv 1 \pmod{7}\), el inverso de 3 es 5. Multiplicando por 5 se obtiene \(x\equiv 10\equiv 3 \pmod{7}\).

Un error típico es dividir ambos lados por a sin revisar el máximo común divisor, como concluir que \(2x\equiv 4 \pmod{6}\) implica \(x\equiv 2 \pmod{6}\), cuando en realidad hay d=2 soluciones módulo 6.

Para pensar

¿Por qué \(2x \equiv 1 \pmod{4}\) no tiene solución?

Porque \(\gcd(2,4)=2\) no divide a 1.

Ejercicios 10

Después de esto

Referencias

  • David M. Burton, Elementary Number Theory, 7th edition, McGraw-Hill, 2011. cap. 4
  • Ivan Niven, Herbert S. Zuckerman, Hugh L. Montgomery, An Introduction to the Theory of Numbers, 5th edition, Wiley, 1991. cap. 2