Aralarında asal tam sayılar ve için olsun.
ifadesinin alabileceği değerler kümesi aşağıdakilerden hangisidir?
Lütfen önce bir cevap seç.
Doğru cevap: D
Soruda verilen koşul: gcd ( a, b ) = 1 İstenen ifade: gcd ( a + b, a 2 + b 2 ) Bir değer tanımlayalım: d = gcd ( a + b, a 2 + b 2 ) Bu durumda hem toplamı hem de kareler toplamını böler: d ∣ ( a + b ) d ∣ ( a 2 + b 2 ) Kareler toplamını, toplamın karesiyle ilişkilendirelim: ( a + b ) 2 = a 2 + 2 a b + b 2 Buradan: a 2 + b 2 = ( a + b ) 2 - 2 a b Ortak bölen mantığıyla, ikinci ifadeden birincinin karesini çıkaralım: d ∣ ( a 2 + b 2 - ( a + b ) 2 ) Parantez içini sadeleştirelim: a 2 + b 2 - ( a + b ) 2 = - 2 a b Dolayısıyla: d ∣ 2 a b Şimdi, aralarında asal olma koşulunu kullanalım. Şu iki sonucu yazalım: gcd ( a + b, a ) = gcd ( b, a ) = 1 gcd ( a + b, b ) = gcd ( a, b ) = 1 Yani a+b ile a aralarında asal, ayrıca a+b ile b de aralarında asaldır. Bu durumda a+b ile ab aralarında asaldır: gcd ( a + b, a b ) = 1 Çünkü a+b hem a ile hem de b ile ortak asal çarpan paylaşmaz. Artık iki bilgiyi birleştirelim: (i) d, a+b ’yi böler. (ii) d, 2ab ’yi böler. Ama a+b ile ab aralarında asal olduğundan, d ’nin ab ’den gelebilecek asal çarpanı olamaz; geriye yalnızca 2 kalır. Dolayısıyla: d ∣ 2 Buradan d ’nin alabileceği değerler: d ∈ { 1, 2 } Şimdi bu iki değerin gerçekten elde edilebildiğini örnekle gösterelim. Bir elde edilebiliyor: a = 1, b = 2 gcd ( a, b ) = gcd ( 1, 2 ) = 1 gcd ( a + b, a 2 + b 2 ) = gcd ( 3, 5 ) = 1 İki elde edilebiliyor: a = 1, b = 1 gcd ( a, b ) = gcd ( 1, 1 ) = 1 gcd ( a + b, a 2 + b 2 ) = gcd ( 2, 2 ) = 2 Sonuç olarak ifade sadece aşağıdaki değerleri alabilir: { 1, 2 } Bu da şıklardan C ’dir. Yani C doğru.
- Çözüm: Soruda verilen koşul: gcd ( a, b ) = 1 İstenen ifade: gcd ( a + b, a 2 + b 2 ) Bir değer tanımlayalım: d = gcd ( a + b, a 2 + b 2 ) Bu durumda hem toplamı hem de kareler toplamını böler: d ∣ ( a + b ) d ∣ ( a 2 + b 2 ) Kareler toplamını, toplamın karesiyle ilişkilendirelim: ( a + b ) 2 = a 2 + 2 a b + b 2 Buradan: a 2 + b 2 = ( a + b ) 2 - 2 a b Ortak bölen mantığıyla, ikinci ifadeden birincinin karesini çıkaralım: d ∣ ( a 2 + b 2 - ( a + b ) 2 ) Parantez içini sadeleştirelim: a 2 + b 2 - ( a + b ) 2 = - 2 a b Dolayısıyla: d ∣ 2 a b Şimdi, aralarında asal olma koşulunu kullanalım. Şu iki sonucu yazalım: gcd ( a + b, a ) = gcd ( b, a ) = 1 gcd ( a + b, b ) = gcd ( a, b ) = 1 Yani a+b ile a aralarında asal, ayrıca a+b ile b de aralarında asaldır. Bu durumda a+b ile ab aralarında asaldır: gcd ( a + b, a b ) = 1 Çünkü a+b hem a ile hem de b ile ortak asal çarpan paylaşmaz. Artık iki bilgiyi birleştirelim: (i) d, a+b ’yi böler. (ii) d, 2ab ’yi böler. Ama a+b ile ab aralarında asal olduğundan, d ’nin ab ’den gelebilecek asal çarpanı olamaz; geriye yalnızca 2 kalır. Dolayısıyla: d ∣ 2 Buradan d ’nin alabileceği değerler: d ∈ { 1, 2 } Şimdi bu iki değerin gerçekten elde edilebildiğini örnekle gösterelim. Bir elde edilebiliyor: a = 1, b = 2 gcd ( a, b ) = gcd ( 1, 2 ) = 1 gcd ( a + b, a 2 + b 2 ) = gcd ( 3, 5 ) = 1 İki elde edilebiliyor: a = 1, b = 1 gcd ( a, b ) = gcd ( 1, 1 ) = 1 gcd ( a + b, a 2 + b 2 ) = gcd ( 2, 2 ) = 2 Sonuç olarak ifade sadece aşağıdaki değerleri alabilir: { 1, 2 } Bu da şıklardan C ’dir. Yani C doğru.
Soruda verilen koşul:
İstenen ifade:
Bir değer tanımlayalım:
Bu durumda hem toplamı hem de kareler toplamını böler:
Kareler toplamını, toplamın karesiyle ilişkilendirelim:
Buradan:
Ortak bölen mantığıyla, ikinci ifadeden birincinin karesini çıkaralım:
Parantez içini sadeleştirelim:
Dolayısıyla:
Şimdi, aralarında asal olma koşulunu kullanalım. Şu iki sonucu yazalım:
Yani a+b ile a aralarında asal, ayrıca a+b ile b de aralarında asaldır.
Bu durumda a+b ile ab aralarında asaldır:
Çünkü a+b hem a ile hem de b ile ortak asal çarpan paylaşmaz.
Artık iki bilgiyi birleştirelim:
(i) d, a+b’yi böler.
(ii) d, 2ab’yi böler.
Ama a+b ile ab aralarında asal olduğundan, d’nin ab’den gelebilecek asal çarpanı olamaz; geriye yalnızca 2 kalır. Dolayısıyla:
Buradan d’nin alabileceği değerler:
Şimdi bu iki değerin gerçekten elde edilebildiğini örnekle gösterelim.
Bir elde edilebiliyor:
İki elde edilebiliyor:
Sonuç olarak ifade sadece aşağıdaki değerleri alabilir:
Bu da şıklardan C’dir. Yani C doğru.