POPURRÍ DE PROBLEMAS DE DIVISIBILIDAD: FRACCIONES ENTERAS Y FRACCIONES IRREDUCIBLES

PROBLEMA 1: Hallar los valores n para los que. (5n+ 26) /(2n+3) es un número entero

SOLUCIÓN : Observemos que:

Para que:

Se debe cumplir que   2n + 3  ≤ n + 20      ⇒     n ≤ 17.   Y entre todas las fracciones factibles:

          21/5,   22/7,   23/10,   24/11,  25/13,  26/15,

            27/17,  28/19,   29/21,  30/ 23,   31/25,  32/27,

             33/ 29,  34/31,  35/33,  36/35,  37/37

Solo es reducible 37/37, que se da cuando n =17

 

PROBLEMA 2: Hallar los valores de n para los que la expresión (28n3+56n+90) / (n2+2) toma valores naturales

SOLUCIÓN:

Es necesario que

sea entero para lo cual n2+2 debe ser divisor de 90.

Los divisores de 90 son 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10,15,18, 30, 45, 90.

Por otra parte  n2+2  ≤ 90    ⇒  n2 <  88 , por tanto como n2 será uno de los valores

1, 4, 9,16, 25, 36, 49, 64, 81

Y n2 + 2  será uno de los valores 3, 6, 11, 18, 27, 38, 51, 66, 83, pero, además, tiene que ser divisor de 90, lo valores  de n2 + 2 serán  3,  6, 18   ⇒  valores  factibles de n2  serán 1,  4, 16    y los de   n= 1,2,4

 

Problema 3: ¿ Para qué valores de n la fracción

es irreducible?

 Solución: Para que sea reducible debe existir d debe que divida sus dos términos, es decir a (4n + 5) y a (2n – 3). Utilizando la propiedad:

Si b, c y d son números enteros y  d |b y d|c   entonces d | mb + nc, siendo m y n dos enteros cualesquiera

En particular, d dividirá a   a(4n + 5) – 2a(2n – 3) = 11a, siendo a un enteros cualquiera. Luego d debe ser 11 o múltiplo de 11.

Observamos que, para n = 7,  4n + 5 = 33,  múltiplo de 11 y  2n -3 = 11, ambos múltiplos de 11 múltiplo de 11

Encontrado el primero, seguimos de 11 en 11

Para n = 18    4n + 5 = 77 y 2n -3 = 33  (divisibles por 11)

Para n = 29     4n + 5 = 121  y  2n -3 = 55  (divisibles por 11)

Para n = 40     4n + 5 = 165 y  2n -3 = 77   (divisibles por 11)

Para n = 51    4n + 5 = 209 y 2n -3 = 99   (divisibles por 11)

Para n = 62     4n + 5 = 253 y 2n -3 = 121 (divisibles por 11)

Para n = 73     4n + 5 = 297 y 2n -3 = 143 (divisibles por 11)

Para n = 84     4n + 5 = 341 y 2n -3 = 165 (divisibles por 11)

Para n = 95    4n + 5 = 385 y 2n -3 = 187 (divisibles por 11)

………………….

Luego la fracción es reducible para n = 7 +11k , para k = 0,1, 2…, Y será  irreducible para los restantes

 

Problema 4: Encontrar para qué valores de n  la fracción (5n + 6)/(4n+1) es irreducible

SOLUCIÓN: Si fuera reducible debería haber un número d que dividiera a:

(5n+6) y (4n + 1)  para determinados valores de n y por la propiedad:

Si d |b y d|c  entonces d | mb + nc

El número d dividirá   4a(5n + 6) – 5a(4n + 1) = 24a – 5a = 19a, luego podría ser d

será 19

Si n = 14    5n + 6 = 76  y  4n + 1 = 57   (divisible por 11)

Si n = 33    5n + 6 =171 y  4n + 1 = 136 (divisible por 11)

Si n = 52    5n + 6 = 266 y  4n + 1 = 209(divisible por 11)

……..

La fracción será irreducible para  n = 14 +19k , para k = 0,1, 2..   irreducible los restantes valores de n

PROBLEMA 5: Probar que la fracción

es irreducible para todo valor de n.

SOLUCIÓN: Para que sea reducible debe existir un d que dividir a (4n + 7) y (2n + 3)

Utilizando la propiedad: Si b, c y d son números enteros y  d |b y d|c   entonces d | mb + nc, siendo m y n dos enteros cualesquiera

El supuesto número d también deberá dividir a   a(4n + 7) – 2a(2n – 3) = 1a luego debe dividir a los múltiplos de 1, es decir, a todos los números naturales, lo que es absurdo, por tanto, no existe el d buscado y la fracción es irreducible para todo valor de n.

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