¿Por qué debe ser verdadera esta afirmación de divisibilidad?

Actualmente estoy leyendo El arte de la programación informática de Donald Knuth , y en él da una prueba del algoritmo de Euclides para encontrar el máximo común divisor de dos números, m y n .

En la demostración, define r como el resto cuando se sumerge m entre n (en otras palabras, r = m \mod n ) y escribe m = qn+r para algún número entero positivo q .

De esto deduce que cualquier número que divide tanto m como n también debe dividir m-qn = r . De manera similar, también dice que cualquier número que divide tanto a n como a r también debe dividir a qn+r = m , sin más explicación.

No entiendo de dónde vienen estas dos últimas afirmaciones. Cualquier ayuda que me guíe a través de la lógica que se emplea aquí sería apreciada.

Ambos enunciados se prueban de manera similar y con poco más que escribir lo que significa que k divide tanto m como n . Pruébelo, por ejemplo, k divide m significa que existe un entero a tal que m = ka . Haga lo mismo para n y sustituya en m - qn = r .
Simplemente combine 1) si a \mid b entonces a \mid bc para \forall c , y 2) si a \mid b y a \mid c entonces a \mid b+c .

Respuestas (2)

Si x es cualquier número que divide m y n , entonces podemos escribir m=k_1 x y n=k_2 x para k_1,k_2\in\mathbb{N} . Resulta que

\begin{align} m-qn &= k_1 x - qk_2 x\\ &= (k_1-qk_2)x \end{align}

entonces m-qn también es divisible por x .

Se puede aplicar un razonamiento similar para deducir que cualquier número que divide a n y r también debe dividir a qn+r . Si ayuda, estos resultados son en realidad casos especiales de un teorema más general:

Si x e y son divisibles por k , entonces para cualquier a,b\in\mathbb{N} , ax+by también es divisible por k .

Hazlo una vez y nunca lo olvides:

De esto deduce que cualquier número que divide tanto a m como a n

Así que sea k ese número. Entonces k|m entonces hay un entero m' tal que m = km' . Y k|n por lo que hay un número entero n' por lo que n = kn' .

también debe dividir m−qn=r.

Ahora tenemos m = qn +r entonces m-qn = qn -qn +r y entonces m-qn = r y r =m-qn .

Bien, entonces r = m - qn pero m = m'k y n =n'k entonces r = m-qn = m'k - qn'k = k(m' + qn') . Y como (m' + qn') es un número entero, hay un número entero, (m'+qn') , de modo que k(m'+qn') =r entonces k divide a r .

... De todos modos, el texto asume que está familiarizado con el resultado de que si k divide a y b , entonces k divide cualquier combinación lineal, wa \pm ub , y puede recitarlo y aplicarlo mientras duerme.

De manera similar, también dice que cualquier número que divide tanto a n como a r también debe dividir a qn+r=m, sin mayor explicación.

Similar.

m = qn +r entonces si j divide r y también divide n entonces j dividirá y la combinación lineal será un \pm wr , incluyendo qn + r .

Y para hacerlo explícito, si j|n y j|r hay enteros n'' y r'' de modo que n = jn'' y r= ​​jr'' y entonces m = qn + r = qn''j + r''j = j(qn'' +r'') y j|m .