Olá Paulo,

Considere genericamente uma base q.

Se X = bbb...b e Y = bbb...bbb nessa base, então

X = b*(1 + q + ... + q^(a*d-1)) e Y = b*(1 + q + ... + q^(m*d-1)), onde n =
a*d, k = m*d e o d = mdc(n,k).

Note também que

X = b*[(q^d - 1)/(q - 1)]*[(Q^a - 1)/(Q - 1)] e Y = b*[(q^d - 1)/(q -
1)]*[(Q^m - 1)/(Q - 1)],

onde Q = q^d.

Isso mostra que v = b*[(q^d - 1)/(q - 1)] = b*(1 + q + ... + q^(d-1)) é
divisor comum de X e Y. Resta mostrar que é máximo.

Para tanto, basta verificar que se p é primo e divide W = [(Q^a - 1)/(Q -
1)] e Z = [(Q^m - 1)/(Q - 1)], então p divide 1, absurdo, donde p não existe
e mdc (Z,W) = 1. Em outras palavras, v será o mdc de X e Y.

Suponhamos, sem perda de generalidade, que W > Z, ou seja, a > m.

p | Z = 1 + Q + ... + Q^(a-1)
p | W = 1 + Q + ... + Q^(m-1)

Logo, p | (Z - W) = Q^m*(1 + Q + ... + Q^(a - m - 1)).

É fácil ver que p não pode dividir Q, do contrário, de p | Z teríamos que p
| 1. Assim, p | (1 + Q + ... + Q^(a - m - 1)).

Existe um natural s mínimo tal que m > a - s*m > 0. Ao repetir o processo
acima trocando a por a - m, e depois por a - 2*m,
e assim por diante, obteremos indutivamente, para vários r, que p | 1 + Q +
... + Q^(a - (r+1)*m - 1). Esse processo não
pode ser aplicado indefinidamente! Só vale até chegarmos a s-1, gerando
implicações sobre s.

Em particular, p | 1 + Q + ... + Q^(a - s*m - 1), com c_0 = m > a - s*m =
c_1 > 0.

Repetindo o processo, agora trocando c_0 por c_1, e assim sucessivamente,
obteremos uma seqüência decrescente de naturais c_t
tais que p | 1 + Q + ... + Q^(c_t - 1).

Ora, por sua natureza decrescente, inteira e positiva, em algum momento o
processo termina, com c_t = 1. Isso implica que não
teremos saída, e necessariamente p | 1, absurdo.
Isso demonstra que v = b*[(q^d - 1)/(q - 1)] = b*(1 + q + ... + q^(d-1)) é o
mdc de X e Y.

Abraços,

Daniel


Em 16 de novembro de 2010 22:06, Paulo Argolo <pauloarg...@bol.com.br>escreveu:

> Caros Colegas,
>
> Como podemos provar o teorema abaixo:
>
> "O máximo divisor comum dos números naturais bbb...b (n dígitos iguais a b)
> e bbb...n (k dígitos iguais a b) é bbb...b (d dígitos iguais a b), d é o
> máximo divisor comum de n e k."
>
> Abraços!
> Paulo
> =========================================================================
> Instru�ões para entrar na lista, sair da lista e usar a lista em
> http://www.mat.puc-rio.br/~obmlistas/obm-l.html=========================================================================

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