- •«Математические основы защиты информации» Тема: «Теория чисел в криптографии (часть 2)»
- •1. Найдите целое частное и остаток от деления:
- •2. Поделите с остатком при n ∈ n
- •3. Поделите с остатком при n ∈ n
- •4. Найти каноническое разложение для чисел (замечание, все сомножители не превышают число 20):
- •5. Найти функцию Эйлера для чисел 8, 19, 20, 131.
- •6. Найти функцию Эйлера для чисел (используйте разложение этих чисел на множители из задачи 4):
- •7. Сократите сравнения:
- •Санкт-Петербург
5. Найти функцию Эйлера для чисел 8, 19, 20, 131.
ф(8) = (23 - 22) = 8 - 4 = 4 ф(19) = (191 - 190) = 19 - 1 = 18 ф(20) = (22 - 21) * (51-50) = 2 * 4 = 8 ф(131) = (1311 – 1310) = 131 - 1 = 130
6. Найти функцию Эйлера для чисел (используйте разложение этих чисел на множители из задачи 4):
a. 711480
ф(711480) = ( 23-22) * (31-30) * (51-50) * (72 – 71) * (112 – 111) = 147840
b. 3025269
ф(3025269) = (34 – 33) * (133-132) * (171-170) = 1752192
c. 10481625
ф(10481625) = (32 – 31) * (53 – 52) * (71 – 70) * (113 – 112) = 4356000
7. Сократите сравнения:
a. 91* x = 105 mod 121 = 105
x = 105 / 91
b. 91* x = 105 mod 143 = 105
x = 105/ 91
c. 352 = 90 mod 131
в пункте с задания №7 допущена опечатка.
d. 135 = 528 mod 393 = 135
8. Задание на цепную дробь. Найти представление в виде цепной дроби для отношения: (7*x+11)/43, где x – номер студента в списке группы. Количество выполненных вариантов должно совпадать с количеством студентов в бригаде.
7*8+11/43 = 67/43 =1+
7*9+11/43 = 74/43 = 1 +
9. На какие цифры не может оканчиваться квадрат целого числа; куб целого числа?
Квадрат числа: 3,7,8
Куб числа: 2,3
10. Докажите, что пятая степень любого целого числа оканчивается на ту же цифру, что и само число.
Пусть дано число b, тогда:
Последняя цифра числа а = последней цифре числа, полученного при возведении в степень 5 последней цифры числа b.
1^5 = 1
2^5 = 32
3^5 = 243
4^5 = 1024
5^5 = 3125
6^5 = 7776
7^5 = 16897
8^5 = 32768
9^5 = 59049
что и требовалось доказать.
11. На какую цифру оканчивается сумма квадратов пяти последовательных целых чисел?
A^2+(a+1)^2+(a+2)^2+(a+3)^2+(a+4)^2=5a^2+20a+30
20a оканчивается на 0
30 на 0, сумма этих слагаемых = 0
Рассмотрим 5а^2
Один из множителей “5”, опираясь на правила умножения этого числа получим, что произведение будет оканчиваться на 0 или на 5.
Соответственно сумма квадратов пяти идущих подряд чисел оканчивается на 0 или на 5.
12. Докажите, что произведение пяти последовательных целых чисел делится на пять.
Произведение кратно 5, т.к. один из множителей: a(a+1)(a+2)(a+3)(a+4) будет обязательно кратен 5.
13. Докажите, что разность квадратов двух нечетных чисел делится на 8.
(2n+1)^2-(2m+1)^2=4n^2+4n+1-4n^2+4n-1=8n
Значит число делится на 8, т.к. это один из множителей
14. Найдите наименьшее натуральное число, которое делится на 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10.
Поскольку нас интересует наименьшее натуральное число, которое делится на 9 последовательных натуральных чисел, то, очевидно, эти натуральные числа должны быть наименьшими из возможных.
НОК (2,3,4,5,6,7,8,9,10)=2*3*2*5*7*2*3=6*10*7*6=2520.
15. Найдите наименьшее натуральное число, делящееся на 7 и дающее остаток 1 при делении на каждое из чисел 2, 3, 4, 5, 6.
301/7= 43
301/6= 50 + ост. 1
301/5= 60 + ост. 1
301/4 = 75 + ост. 1
301/3 = 100 + ост. 1
301/2 = 150 + ост. 1
16. При любом натуральном n найдите наибольший общий делитель чисел:
а) n^2 + 3n + 1 и n + 3;
б) 3n^4 + 6n^2 + 1 и n^3 + 2n.
а) Воспользуемся алгоритмом Эвклида
a = n^2+3n+1
b = n+3
n^2 +3n+1/n+3 = n (остаток 1);r1=1
n+3/rl=n+3/1=n+3 (остаток 0)
получим, что rl – НОД = 1
б) Воспользуемся алгоритмом Эвклида
a=3n^4+6n^2+1
b=n^3+2n
3n64+6n^2+1/n^3+2n=3n (остаток 1); rl=l
n^3 +2n/1 n^3+2n (остаток 0)
получим, что rl – НОД = 1.
17. Докажите, что наибольший общий делитель чисел а и b делится на любой их общий делитель.
Наибольший общий делитель двух целых чисел – это наибольшее целое число, делящее два данных целых числа. Значит, если оба числа имеют более одного общего делителя, то НОД этих двух чисел будет произведением всех общих делителей, => будет делиться на каждый из них, что и требовалось доказать.
18. Докажите, что три натуральных числа 4n-1, n и 2n-1 попарно взаимно просты.
Числа называются взаимно простыми, если их НОД равен единице и взаимно попарно простыми, если любые два из них взаимно просты, т.е. их НОД равен единице.
НОД(4n-1, n) = 1 по алгоритму Эвклида
НОД(4n-1, 2n-1) = 1 по алгоритму Эвклида
НОД(2n-1, n) = 1 по алгоритму Эвклида
=> эти числа действительно попарно взаимно простые, что и требовалось доказать.
19. Докажите, что при любом натуральном n: n^2(n^2-1) делится на 12;
n^2 (n^2 - 1) = n*n*(n-1)*(n+1) числа (n-1),n,(n+1) - это три числа, идущие по порядку, => одно из них обязательно делится на 3 остается доказать, что число делится на 4 если n четное, то n делится на 2 => n^2 делится на 4 если n нечетное, то (n+1) и (n-1) - четные => (n+1)(n-1) делится на 2*2, т. е. на 4. Мы доказали, что число делится и на 4, и на 3 (то есть, на 12).
20. Задание на понятие Вычета
Задание для вычетов x, y (см. свой вариант) по модулю 9
1) указать класс вычетов, которому они принадлежат.
2) заменить эти вычеты на:
2.1) наименьшие по абсолютной величине вычеты;
2.2) наименьшие неотрицательные вычеты;
2.3) вычеты, входящие в интервал [23;31] (выключая границы).
12 Вариант:
Для вычетов 41; 411 по модулю 9:
1. Определим классы, в которые входят данные в условии вычеты (целые числа). Для этого разделим их с остатком на 9, получим:
41 = 9*(4) + 5, значит, 41 принадлежит классу [5]9 ;
411 принадлежит классу [6]9 .
2.1. Найдём наименьшие по абсолютной величине вычеты:
m = 9, значит, считаем по формуле для нечётного m:
–(m−1)/2 ≤ x ≤ (m−1)/2
–(9−1)/2 ≤ x ≤ (9−1)/2
–4 ≤ x ≤ 4
2.2. Найдём наименьшие неотрицательные вычеты:
….. -13, -4, 5, 14, 23, 32…..
….. -12, -3, 6, 15, 24, 33 …..
2.3. Найдём вычеты, входящие в интервал [23 ; 31] (выключая границы)
….. -13, -4, 5, 14, 23, 32…..
….. -11, -3, 6, 15, 24, 33 …..
Ответы на 12 Вариант:
[5]9 ; [6]9
-4 ; 4
5 ; 6
5 Вариант:
Для вычетов 34; -54 по модулю 9:
1. Определим классы, в которые входят данные в условии вычеты (целые числа). Для этого разделим их с остатком на 9, получим:
34 = 9*(3) + 7, значит, 34 принадлежит классу [7]9 ;
-54 = 9*(-6), значит, -54 принадлежит классу [0]9 .
2.1. Найдём наименьшие по абсолютной величине вычеты:
m = 9, значит, считаем по формуле для нечётного m:
–(m−1)/2 ≤ x ≤ (m−1)/2
–(9−1)/2 ≤ x ≤ (9−1)/2
–4 ≤ x ≤ 4
2.2. Найдём наименьшие неотрицательные вычеты:
….. -11, -2, 7, 16, 25, 34…..
….. -9, 0, 9, 18, 27, 36 …..
2.3. Найдём вычеты, входящие в интервал [23 ; 31] (выключая границы)
….. -11, -2, 7, 16, 25, 34…..
….. -9, 0, 9, 18, 27, 36 …..
Ответы на 5 Вариант:
[7]9 ; [0]9
-4 ; 4
7 ; 0
25, 27