Las ecuaciones diofánticas

Qué son

Origen

Polinomios de Diofanto

Con incógnita "s"

Presentes en su obra “Arithmetica”

Igualdad de polinomios

Cantidades conocidas

Incógnitas

Conjunto de soluciones

Números naturales

Números enteros

Aspectos históricos

Babilonia

Registros en tablillas de arcilla

por ejemplo

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Asignaban el valor de 5 a una mano

Solución de Anchura=20 y longitud=30

Asignaban valores a las variables image

Griegos

Ecuaciones de diferentes grados

𝑎²+𝑏²=𝑐²

𝑎𝑥−𝑏𝑦=𝑐

por ejemplo

“Descomponer un número en dos partes cuya diferencia sea dada.”

Sea 100 el número a descomponer

Encontrar dos números tales que su suma sea 100 y su diferencia 40

Utiliza relaciones entre el aritmo y los números

Sea 40 la diferencia

India

Hindú Brahmagupta

Trabajó con ecuaciones lineales

Método pulverizador

División entre los cocientes de las variables

Involucrar una nueva variable

Hasta que el residuo sea nulo

Posterior a las civilizaciones antiguas

Al-khwarizmi

Uso de la geometría

para

Resolver ecuaciones de segundo grado

Teorema de Fermat

Nuevas ecuaciones diofánticas

Métodos para resolverlas

Ejemplo

𝑥²+ 3𝑦²=𝑧³

Sea 𝑎³>9𝑎𝑏²

𝑥=𝑎³−9𝑎𝑏²

𝑦=3𝑎²𝑏− 3𝑏³

𝑧=𝑎²+3𝑏²

Euler

Suma y multiplicación

Requiere de la división

738𝑥 + 621𝑦 = 45

MCD entre a y b

𝑚.𝑐.𝑑.(728,621)= 9

Se despeja 𝑦

Números enteros

Se llama t a la fracción

𝑢=−4𝑣+1

Diofanto de Alejandría image

En la “Edad de Plata”

“Padre del álgebra”

Creador de “Arithmetica”

Resolución de ecuaciones

Determinadas

Indeterminadas

Adopta abreviaturas

Tipos

Lineales

Cuadráticas

De otros grados

Espacio vectorial de dimensión ”n”,(V,+,∗)

Sobre un Cuerpo (K,+,·)

Tomando sus bases B={e¹,e²,...,eⁿ}

Para todo x∈V, x=x¹e¹+x²e²+...+xⁿeⁿ

f(x)=a si y solo si a¹x¹+a²x²+...+aⁿxⁿ=a

ax² + bxy + cy² = d

a. b, c, d son enteros

X y Y son incógnitas

(x+y)(x-y) = t

David Hilbert

Para todo n∈N existe otro número natural kn

Tal que image

Métodos de solución

De la forma 𝑎𝑥+𝑏𝑦=𝑐

De la forma 𝑥²+𝑦²=𝑧²

Método de la falsa posición

El Algoritmo de Euclides image

Método de Diofánto

Método de pulverización

Método de Diofánto

Método de Fibonacci

Desarrollado por los egipcios

Sean 𝑥=𝑥¹

𝑦=𝑦¹

𝑥¹,𝑦¹∈ ℤ valores falsos tal que 𝑎𝑥¹+𝑏𝑦¹=𝑑

se tiene que 𝑑=𝑐𝑓 y 𝑓=𝑚.𝑐.𝑑.(𝑥¹,𝑦¹)

𝑥 y 𝑦 pertenecen a los enteros

Para hallar el mcd entre 𝑎 y 𝑏 enteros (𝑚.𝑐.𝑑(𝑎,𝑏))

Admite valores naturales

Magnitudes mayores que 0

Establece que 𝐴𝐵>𝐶𝐷

Se establece que ∃𝑞,𝑟∈ℤ+ / 𝑎= 𝑏𝑞+𝑟 con 0≤𝑟<𝑏

Solución de ecuaciones 𝑎𝑥+𝑐=𝑏𝑦

Determinar el 𝑚𝑐𝑑(𝑎,𝑏)=𝑑 tal que 𝑑∕𝑐

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Se establecen las parametrizaciones

Se realizan dos sustituciones

Se llega a image

Divisiones entre los coeficientes

Involucrar una nueva variable

Hasta que el residuo sea nulo

A partir del último parámetro

Empleo de sustituciones

Posterior a la parametrización

Uso de elementos geométricos

Resolver problemas algebraicos

𝑚 en la pendiente de una recta

Pasa por la circunferencia unitaria

Para parametrizar

Genera ternas pitagóricas

4 números de Fibonacci consecutivos

Los extremos generan un cateto

El doble producto del medio genera otro cateto

La suma de cuadrados de los intermedios, genera la hipotenusa

En secundaria image

Catalogadas como difíciles y laboriosas

Interés en relación con las incógnitas

ejemplo

Cantidad de personas

Volumen de líquido

No importará

Sí importará

La ecuación image

Apariciones

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Teorema de Pitágoras

Ecuación de la circunferencia

Fórmula cos²α+sin²α=1

Análisis indeterminado de Diofanto y Fermat

Usos

Medida de montañas lunares

Altura de edificios

Hallar longitudes

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La ecuación image

La ecuación image

La ecuación image

La ecuación image

a y b son números naturales

Ninguno es cuadrado perfecto

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Congruencia

Si a = b

1≡−γ²(mod a)

a es representable como p²+q²

x=p, y=q, z=p²+q²

Curvas elípticas

Ecuación de Pell

a, b, c enteros no nulos

El producto abc es un cuadrado cualquiera

Condición

x, y, z no deben ser nulos

a, b, c no tienen el mismo signo

−bc, −ac, −ab

Residuos cuadráticos módulo a, b, c

Definición mediante ecuaciones cúbicas

Usos

Probar el último teorema de Fermat

En la criptografía

Factorización de enteros

Son ”regulares"

No tienen ”Cúspides"

No tiene auto intersecciones

Ecuación general

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No tiene solución en los enteros positivos

Se establece el m.c.d (x, y, z) = 1

p es primo y divide a x, y, y z

p⁴/(x⁴+y⁴)

p⁴/z² y p²/z

Únicas soluciones

Soluciones triviales

x=0

z=±y²

y=0

z=±x²

Es insoluble

Infinitas soluciones enteras

Soluciones obvias

X = Z

X = W

X = -Y

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Es la ecuación x²−dy²=N

Con enteros d, N y x, y incognitas

D

Negativo

Número finito de soluciones

Cuadrado perfecto

(x−ay) (x+ay) = N

Número finito de soluciónes

Entero positivo

Fracciones simples continuas

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Teorema de Pitágoras