Matemática, perguntado por superaks, 1 ano atrás

Dados m e a naturais, mostre que se m | a - 1 então,

\mathsf{mdc\Big(\dfrac{a^m-1}{a-1}, a - 1\Big)=m}


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Por favor reponder de forma detalhada.


Soluções para a tarefa

Respondido por robertocarlos5otivr9
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Como m~|~a-1, então a-1=mq, sendo q\in\mathbb{N}.

Assim, a=mq+1 e a^{m}-1=(mq+1)^{m}-1 e \dfrac{a^{m}-1}{a-1}=\dfrac{(mq+1)^{m}-1}{mq}.

Veja que (xy+1)^3=x^3y^3+3x^2y^2+3xy+1=xy(x^2y^2+3xy+3)+1.

Disso, deduzimos que:

(mq+1)^{m}-1=mq\cdot\left[(mq)^{m-1}+\dbinom{m}{1}(mq)^{m-2}1^1+\dbinom{m}{2}(mq)^{m-3}1^2+\dots+m\right]

Logo:

\dfrac{a^{m}-1}{a-1}=\dfrac{mq\cdot\left[(mq)^{m-1}+\dbinom{m}{1}(mq)^{m-2}1^1+\dbinom{m}{2}(mq)^{m-3}1^2+\dots+m\right]}{mq}

\dfrac{a^{m}-1}{a-1}=(mq)^{m-1}+\dbinom{m}{1}(mq)^{m-2}1^1+\dbinom{m}{2}(mq)^{m-3}1^2+\dots+m

\dfrac{a^{m}-1}{a-1}=m\cdot\left[m^{m-2}q^{m-1}+\dbinom{m}{1}m^{m-3}q^{m-2}1^1+\dbinom{m}{2}m^{m-4}q^{m-3}1^2+\dots+1\right]

Lembrando que a-1=mq concluímos que:

\boxed{\text{mdc}\left(\dfrac{a^{m}-1}{a-1},a-1\right)=m}
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