Re: [obm-l] Z[i] e Teorema dos 2 Quadrados

2004-07-31 Por tôpico Domingos Jr.
Chicao Valadares wrote:
Ficarei feliz se responderem pelo menos duas dessas:
1-Sendo K um corpo finito, mostre que todo elemento de
K é soma dos quadrados de 2 elementos de
K.Sugestão:Conte os quadrados em K.
 

para todo x, elemento do corpo finito, x^2 = (-x)^2 que, por definição é 
um quadrado.
veja que x^2 = y^2 = x^2 - y^2 = 0 = (x + y)(x - y) = 0 =
x + y = 0 ou x - y = 0 (pois estamos num corpo e vale a regra do 
cancelamento)
= x = +/-y

então temos pelo menos (q - 1)/2 quadrados (não nulos) no corpo... dá 
pra mostrar que
isso é exato e que os demais elementos são não-quadrados, mas isso eu 
deixo pra vc.

2-Seja n=2 natural.Mostre a equivalencia das
condiçoes:
i) -1 é um quadrado em Zn.
ii)n = x^2 + y^2 sendo x,y coprimos.
iii)n=(2^w).Prod_k=1_n(p^(e_p)), p congruente a 1 mod
4 , e_p={0,1}, w um natural.
Notaçao:
e_p- Expoente de p 
Prod_k=1_n(s)- Produtorio de k=1 a n dos elementos de
s indexados por k(Na questao, ele nao indexa o k em 
p^(e_p)).  

3-Seja p primo natural e p congruente a 1 mod 4.Mostre
que, a menos de associados,existem 2 primos de Z[i]
conjugados de norma p.Como isso se expressa em termos
do numero de representaçoes de p como soma de 2
quadrados de inteiros??O que ocorre se p=2
4-Demonstre que os n que sao da foram a^2 + b^2, sendo
a e b naturais, tais que a equaçao n=x^2 + y^2 admite
somente as soluçoes (a,b) e (b,a) sao aqueles que
admitem um unico fator primo congruente a 1 mod 4.
 

tá isso tudo você vai encontrar no seguinte livro:
Introduction to the Theory of Numbers, do Hardy
a leitura não é das mais simples mas as suas questões também não são 
bobas...
este livro demonstra quem são os primos em Z[i] e a partir daí você pode 
matar suas dúvidas, em especial, o item 4 vai sair bem fácil.

[ ]'s
Domingos.
=
Instruções para entrar na lista, sair da lista e usar a lista em
http://www.mat.puc-rio.br/~nicolau/olimp/obm-l.html
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Re: [obm-l] Z[i] e Teorema dos 2 Quadrados

2004-07-31 Por tôpico Domingos Jr.
Domingos Jr. wrote:
Chicao Valadares wrote:
Ficarei feliz se responderem pelo menos duas dessas:
1-Sendo K um corpo finito, mostre que todo elemento de
K é soma dos quadrados de 2 elementos de
K.Sugestão:Conte os quadrados em K.
 

para todo x, elemento do corpo finito, x^2 = (-x)^2 que, por definição 
é um quadrado.
veja que x^2 = y^2 = x^2 - y^2 = 0 = (x + y)(x - y) = 0 =
x + y = 0 ou x - y = 0 (pois estamos num corpo e vale a regra do 
cancelamento)
= x = +/-y

então temos pelo menos (q - 1)/2 quadrados (não nulos) no corpo... dá 
pra mostrar que
isso é exato e que os demais elementos são não-quadrados, mas isso eu 
deixo pra vc.
putz, esqueci de argumentar porque isso mata o problema...
além disso, não precisa provar nada pra ver que o número de quadrados é 
exatamente (q - 1)/2 (sem contar o 0), pois é claro que todos os 
quadrados foram contados!

deixa eu tentar me redimir!
claramente x^2 = x^2 + 0^2, então pra quadrados a afirmação é trivial.
fixe um elemento a em K,
a^2 + b^2 não pode ser quadrado para todo b em K^*, caso contrário 
teríamos mais de (q-1)/2 quadrados.

sendo assim seja z um não-quadrado.
dá pra ver que para todo par de não-quadrados c, d, temos que cd é um 
quadrado... a idéia é utilizar contagem.
veja que o produto de quadrados é claramente um quadrado e o produto de 
um quadrado e um não-quadrado é não quadrado, pois se
x^2*z = y^2 = z = y^2 *(x^(-1))^2 = (y.x^(-1))^2 = z é quadrado.

então, para todo y não quadrado, temos que existe um x, com
x^2 = y.z^(-1) = y = z.x^2 = y = (a^2 + b^2)x^2 = (xa)^2 + (bx)^2
game over!
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Re: [obm-l] Z[i] e Teorema dos 2 Quadrados

2004-07-31 Por tôpico Chicao Valadares
Valeu Domingos...Observando o artigo da Eureka
inteiros de gauss e inteiros de eisenstein nao
entendi o topico 1.9 no ultimo paragrafo:

Portanto, conseguimos identificar que se algum alfa_i
for impar, o numero de d´s da forma 4k +3 será
igual...

Como eu faço para contar, dentre os divisores impares
de um número, os que sao da forma 4k + 1 e os que sao
da forma 4k + 3??


 --- Domingos Jr. [EMAIL PROTECTED] escreveu: 
 Chicao Valadares wrote:
 
 Ficarei feliz se responderem pelo menos duas
 dessas:
 
 1-Sendo K um corpo finito, mostre que todo elemento
 de
 K é soma dos quadrados de 2 elementos de
 K.Sugestão:Conte os quadrados em K.
   
 
 
 para todo x, elemento do corpo finito, x^2 = (-x)^2
 que, por definição é 
 um quadrado.
 veja que x^2 = y^2 = x^2 - y^2 = 0 = (x + y)(x -
 y) = 0 =
 x + y = 0 ou x - y = 0 (pois estamos num corpo e
 vale a regra do 
 cancelamento)
 = x = +/-y
 
 então temos pelo menos (q - 1)/2 quadrados (não
 nulos) no corpo... dá 
 pra mostrar que
 isso é exato e que os demais elementos são
 não-quadrados, mas isso eu 
 deixo pra vc.
 
 2-Seja n=2 natural.Mostre a equivalencia das
 condiçoes:
 i) -1 é um quadrado em Zn.
 ii)n = x^2 + y^2 sendo x,y coprimos.
 iii)n=(2^w).Prod_k=1_n(p^(e_p)), p congruente a 1
 mod
 4 , e_p={0,1}, w um natural.
 Notaçao:
 e_p- Expoente de p 
 Prod_k=1_n(s)- Produtorio de k=1 a n dos elementos
 de
 s indexados por k(Na questao, ele nao indexa o k em
 
 p^(e_p)).  
 
 3-Seja p primo natural e p congruente a 1 mod
 4.Mostre
 que, a menos de associados,existem 2 primos de Z[i]
 conjugados de norma p.Como isso se expressa em
 termos
 do numero de representaçoes de p como soma de 2
 quadrados de inteiros??O que ocorre se p=2
 
 4-Demonstre que os n que sao da foram a^2 + b^2,
 sendo
 a e b naturais, tais que a equaçao n=x^2 + y^2
 admite
 somente as soluçoes (a,b) e (b,a) sao aqueles que
 admitem um unico fator primo congruente a 1 mod 4.
   
 
 tá isso tudo você vai encontrar no seguinte livro:
 Introduction to the Theory of Numbers, do Hardy
 
 a leitura não é das mais simples mas as suas
 questões também não são 
 bobas...
 este livro demonstra quem são os primos em Z[i] e a
 partir daí você pode 
 matar suas dúvidas, em especial, o item 4 vai sair
 bem fácil.
 
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 Domingos.

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O que há é pouca gente para dar por isso... 
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destinatário, saiba que leitura, divulgação ou cópia são proibidas. 
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conforme as normas da empresa e a legislação em vigor. Agradecemos sua
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Re: [obm-l] Z[i] e Teorema dos 2 Quadrados

2004-07-31 Por tôpico Chicao Valadares
Só, um detalhe:Vc provou que todo quadrado é uma soma
de quadrados mas o que a questao pede é que todo
elemento(quadrado ou nao) é soma de quadrados.

[]´s
 --- Domingos Jr. [EMAIL PROTECTED] escreveu: 
 Domingos Jr. wrote:
 
  Chicao Valadares wrote:
 
  Ficarei feliz se responderem pelo menos duas
 dessas:
 
  1-Sendo K um corpo finito, mostre que todo
 elemento de
  K é soma dos quadrados de 2 elementos de
  K.Sugestão:Conte os quadrados em K.
   
 
 
  para todo x, elemento do corpo finito, x^2 =
 (-x)^2 que, por definição 
  é um quadrado.
  veja que x^2 = y^2 = x^2 - y^2 = 0 = (x + y)(x
 - y) = 0 =
  x + y = 0 ou x - y = 0 (pois estamos num corpo e
 vale a regra do 
  cancelamento)
  = x = +/-y
 
  então temos pelo menos (q - 1)/2 quadrados (não
 nulos) no corpo... dá 
  pra mostrar que
  isso é exato e que os demais elementos são
 não-quadrados, mas isso eu 
  deixo pra vc.
 
 putz, esqueci de argumentar porque isso mata o
 problema...
 além disso, não precisa provar nada pra ver que o
 número de quadrados é 
 exatamente (q - 1)/2 (sem contar o 0), pois é claro
 que todos os 
 quadrados foram contados!
 
 deixa eu tentar me redimir!
 claramente x^2 = x^2 + 0^2, então pra quadrados a
 afirmação é trivial.
 
 fixe um elemento a em K,
 a^2 + b^2 não pode ser quadrado para todo b em K^*,
 caso contrário 
 teríamos mais de (q-1)/2 quadrados.
 
 sendo assim seja z um não-quadrado.
 dá pra ver que para todo par de não-quadrados c, d,
 temos que cd é um 
 quadrado... a idéia é utilizar contagem.
 veja que o produto de quadrados é claramente um
 quadrado e o produto de 
 um quadrado e um não-quadrado é não quadrado, pois
 se
 x^2*z = y^2 = z = y^2 *(x^(-1))^2 = (y.x^(-1))^2
 = z é quadrado.
 
 então, para todo y não quadrado, temos que existe um
 x, com
 x^2 = y.z^(-1) = y = z.x^2 = y = (a^2 + b^2)x^2
 = (xa)^2 + (bx)^2
 
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Re: [obm-l] Z[i] e Teorema dos 2 Quadrados

2004-07-31 Por tôpico Domingos Jr.
Chicao Valadares wrote:
Só, um detalhe:Vc provou que todo quadrado é uma soma
de quadrados mas o que a questao pede é que todo
elemento(quadrado ou nao) é soma de quadrados.
[]´s
Você leu tudo? O caso em que o elemento é um quadrado é trivial, o outro 
caso tá demonstrado.
A única afirmação que eu joguei sem demonstrar é que o produto de dois 
não-quadrados é um quadrado, mas era pra vc pensar um pouco...

A idéia é bem simples: seja y um elemento de K que não é quadrado.
Considere o mapa x - y*x.
Como x^2 - y*x^2 e y*x^2 não é quadrado, temos que este mapa leva 
quadrados em não-quadrados e 0 em 0, para onde devem ir os não 
quadrados? claramente, por um argumento de contagem vemos que todos os 
não-quadrados devem ser levados em quadrados, ok?

Ok, agora com um simples argumento você verifica que para um elemento a 
fixo, a^2 + b^2, com b em K* pode assumir (q-1)/2 valores distintos (e 
nenhum deles é a^2), como há exatamente (q-1)/2 quadrados e a^2 está de 
fora, é evidente que existe um elemento não-quadrado w = a^2 + b^2 para 
algum valor de b.

Sendo assim, tome um y não quadrado, sabemos que w^(-1) é não-quadrado 
e, como já provamos, y*w^(-1) = x^2 para algum x e, portanto,
y = x^2 * w, mas isso mata o problema, pois w é soma de quadrados, mais 
especificamente
y = x^2(a^2 + b^2) = (ax)^2 + (bx)^2.

Espero que tenha sido claro!
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Re: [obm-l] Z[i] e Teorema dos 2 Quadrados

2004-07-30 Por tôpico Carlos Yuzo Shine
Oi,

Você pode ver tudo isso no artigo Inteiros de Gauss e
Inteiros de Eisenstein na Eureka! 14. O autor é um
ex-olímpico, o Guilherme Fujiwara, bronze na IMO 2002.
Ele está em
   http://www.obm.org.br/eureka/artigos/gauss.doc
(Word) ou
   http://www.obm.org.br/eureka/artigos/gauss.ps
(PS) ou
   http://www.obm.org.br/eureka/artigos/gauss.pdf
(PDF).

Procure tudo isso na parte que fala de inteiros de
Gauss.

Vale citar que inteiros de Eisenstein podem ser
utilizados para resolver o problema 6 da IMO 2001.

[]'s
Shine

--- Chicao Valadares [EMAIL PROTECTED]
wrote:

 Ficarei feliz se responderem pelo menos duas dessas:
 
 1-Sendo K um corpo finito, mostre que todo elemento
 de
 K é soma dos quadrados de 2 elementos de
 K.Sugestão:Conte os quadrados em K.
 
 2-Seja n=2 natural.Mostre a equivalencia das
 condiçoes:
 i) -1 é um quadrado em Zn.
 ii)n = x^2 + y^2 sendo x,y coprimos.
 iii)n=(2^w).Prod_k=1_n(p^(e_p)), p congruente a 1
 mod
 4 , e_p={0,1}, w um natural.
 Notaçao:
 e_p- Expoente de p 
 Prod_k=1_n(s)- Produtorio de k=1 a n dos elementos
 de
 s indexados por k(Na questao, ele nao indexa o k em 
 p^(e_p)).  
 
 3-Seja p primo natural e p congruente a 1 mod
 4.Mostre
 que, a menos de associados,existem 2 primos de Z[i]
 conjugados de norma p.Como isso se expressa em
 termos
 do numero de representaçoes de p como soma de 2
 quadrados de inteiros??O que ocorre se p=2
 
 4-Demonstre que os n que sao da foram a^2 + b^2,
 sendo
 a e b naturais, tais que a equaçao n=x^2 + y^2
 admite
 somente as soluçoes (a,b) e (b,a) sao aqueles que
 admitem um unico fator primo congruente a 1 mod 4.
 
 =
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Re: [obm-l] Z[i] e Teorema dos 2 Quadrados

2004-07-30 Por tôpico Chicao Valadares
muito obrigado, mas alguns desses problemas eu ja
venho matutando...se alguem puder resolve-los para que
eu possa ver como é fico agradecido...:)


 --- Carlos Yuzo Shine [EMAIL PROTECTED] escreveu: 
 Oi,
 
 Você pode ver tudo isso no artigo Inteiros de Gauss
 e
 Inteiros de Eisenstein na Eureka! 14. O autor é um
 ex-olímpico, o Guilherme Fujiwara, bronze na IMO
 2002.
 Ele está em
http://www.obm.org.br/eureka/artigos/gauss.doc
 (Word) ou
http://www.obm.org.br/eureka/artigos/gauss.ps
 (PS) ou
http://www.obm.org.br/eureka/artigos/gauss.pdf
 (PDF).
 
 Procure tudo isso na parte que fala de inteiros de
 Gauss.
 
 Vale citar que inteiros de Eisenstein podem ser
 utilizados para resolver o problema 6 da IMO 2001.
 
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 Shine
 
 --- Chicao Valadares [EMAIL PROTECTED]
 wrote:
 
  Ficarei feliz se responderem pelo menos duas
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  1-Sendo K um corpo finito, mostre que todo
 elemento
  de
  K é soma dos quadrados de 2 elementos de
  K.Sugestão:Conte os quadrados em K.
  
  2-Seja n=2 natural.Mostre a equivalencia das
  condiçoes:
  i) -1 é um quadrado em Zn.
  ii)n = x^2 + y^2 sendo x,y coprimos.
  iii)n=(2^w).Prod_k=1_n(p^(e_p)), p congruente a 1
  mod
  4 , e_p={0,1}, w um natural.
  Notaçao:
  e_p- Expoente de p 
  Prod_k=1_n(s)- Produtorio de k=1 a n dos
 elementos
  de
  s indexados por k(Na questao, ele nao indexa o k
 em 
  p^(e_p)).  
  
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  4.Mostre
  que, a menos de associados,existem 2 primos de
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  conjugados de norma p.Como isso se expressa em
  termos
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  quadrados de inteiros??O que ocorre se p=2
  
  4-Demonstre que os n que sao da foram a^2 + b^2,
  sendo
  a e b naturais, tais que a equaçao n=x^2 + y^2
  admite
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