Articulo de referencia

Individualmente y doblemente iguales

En matemáticas , un número par (un entero divisible por 2) se denomina par si es múltiplo de 4, y par si no lo es. Los primeros nombres son tradicionales y provienen de las mate...

En matemáticas , un número par (un entero divisible por 2) se denomina par si es múltiplo de 4, y par si no lo es. Los primeros nombres son tradicionales y provienen de las matemáticas griegas antiguas ; los segundos se han popularizado en las últimas décadas.

Estos nombres reflejan un concepto básico en la teoría de números , el orden 2 de un entero: cuántas veces se puede dividir el entero por 2. Específicamente, el orden 2 de un entero distinto de cero n es el máximo entero k tal quenorte2k{\displaystyle {\frac {n}{2^{k}}}}es un número entero. Esto es equivalente a la multiplicidad de 2 en la factorización prima .

  • Un número par solo se puede dividir por 2 una vez; es par, pero su cociente por 2 es impar.
  • Un número doblemente par es un número entero que es divisible más de una vez por 2; es par y su cociente por 2 también es par.

La consideración por separado de los números pares e impares resulta útil en muchas áreas de las matemáticas, especialmente en la teoría de números , la combinatoria y la teoría de códigos (más específicamente, los códigos pares ), entre otras.

Definiciones

Los términos griegos antiguos «par-veces-par» ( griego antiguo : ἀρτιάκις ἄρτιος ) y «par-veces-impar» ( griego antiguo : ἀρτιάκις περισσός o ἀρτιοπέριττος ) recibieron diversas definiciones no equivalentes por parte de Euclides y autores posteriores como Nicómaco . [ 1 ] Hoy en día, existe un desarrollo estándar de los conceptos. El orden 2 o orden 2-ádico es simplemente un caso especial del orden p -ádico en un número primo general p ; véase número p -ádico para más información sobre esta amplia área de las matemáticas. Muchas de las siguientes definiciones se generalizan directamente a otros primos.

Para un entero n , el orden 2 de n (también llamado valuación ) es el mayor número natural ν tal que 2 ν divide a n . Esta definición se aplica a números n positivos y negativos , aunque algunos autores la restringen a n positivo ; y se puede definir el orden 2 de 0 como infinito (véase también paridad de cero ). [ 2 ] El orden 2 de n se escribe ν 2 ( n ) u ord 2 ( n ). No debe confundirse con el orden multiplicativo módulo 2 .

El orden 2 proporciona una descripción unificada de varias clases de enteros definidas por la paridad:

  • Los números impares son aquellos con ν 2 ( n ) = 0, es decir, enteros de la forma 2 m + 1 .
  • Los números pares son aquellos con ν 2 ( n ) > 0, es decir, enteros de la forma 2 m . En particular:
    • Los números pares simples son aquellos con ν 2 ( n ) = 1, es decir, enteros de la forma 4 m + 2 .
    • Los números doblemente pares son aquellos con ν 2 ( n ) > 1, es decir, enteros de la forma 4 m .
      • En esta terminología, un número doblemente par puede o no ser divisible por 8, por lo que no existe una terminología particular para los números "triplemente pares" en matemáticas puras, aunque se utiliza en materiales didácticos para niños que incluyen múltiplos mayores como "cuádruplemente pares". [ 3 ]

También se puede extender el orden 2 a los números racionales definiendo ν 2 ( q ) como el único entero ν donde

q=2νab{\displaystyle q=2^{\nu }{\frac {a}{b}}}

y a y b son ambos impares. Por ejemplo, los semi-enteros tienen un orden 2 negativo, es decir , −1. Finalmente, al definir el valor absoluto 2-ádico

|norte|2=2ν2(norte),{\displaystyle |n|_{2}=2^{-\nu _{2}(n)},}

uno está bien encaminado para construir los números 2-ádicos .

Aplicaciones

Salidas más seguras en los dardos

El objetivo del juego de dardos es alcanzar una puntuación de 0, por lo que el jugador con la puntuación más baja tiene más posibilidades de ganar. Al comienzo de una ronda, "menor" tiene el significado habitual de valor absoluto , y la estrategia básica es apuntar a las zonas de mayor valor en la diana y conseguir tantos puntos como sea posible. Al final de una ronda, dado que se necesita un doblete para ganar, el valor absoluto 2-ádico se convierte en la medida relevante. Con cualquier puntuación impar, por pequeña que sea su valor absoluto, se necesitan al menos dos dardos para ganar. Cualquier puntuación par entre 2 y 40 se puede conseguir con un solo dardo, y 40 es una puntuación mucho más deseable que 2, debido a los efectos de fallar.

Un error común al apuntar al doble anillo es golpear un simple en su lugar y dividir accidentalmente la puntuación a la mitad. Con una puntuación de 22 (un número par simple), se tiene un tiro de juego para el doble 11. Si se golpea el simple 11, la nueva puntuación es 11, que es impar, y se necesitarán al menos dos dardos más para recuperarse. Por el contrario, al apuntar al doble 12, se puede cometer el mismo error pero aún así tener 3 tiros de juego seguidos: D12, D6 y D3. Generalmente, con una puntuación de n < 42 , se tienen ν 2 ( n ) de esos tiros de juego. Por eso 32 = 2 5 es una puntuación tan deseable: se divide 5 veces. [ 4 ] [ 5 ]

Irracionalidad de la raíz cuadrada de 2

La demostración clásica de que la raíz cuadrada de 2 es irracional se basa en el descenso infinito . Generalmente, esta parte del descenso se abstrae asumiendo (o demostrando) la existencia de representaciones irreducibles de números racionales . Un enfoque alternativo consiste en aprovechar la existencia del operador ν² .

Supongamos por contradicción que

2=ab,{\displaystyle {\sqrt {2}}={\frac {a}{b}},}

donde a y b son números naturales distintos de cero. Eleva al cuadrado ambos lados de la igualdad y aplica el operador de valoración de segundo orden ν 2 a 2 b 2 = a 2 :

ν2(2b2)=ν2(a2){\displaystyle \nu _{2}\left(2b^{2}\right)=\nu _{2}\left(a^{2}\right)}
ν2(b2)+1=ν2(a2){\displaystyle \nu _{2}\left(b^{2}\right)+1=\nu _{2}\left(a^{2}\right)}
2ν2(b)+1=2ν2(a){\displaystyle 2\nu _{2}(b)+1=2\nu _{2}(a)}
ν2(a)ν2(b)=12{\displaystyle \nu _{2}(a)-\nu _{2}(b)={\frac {1}{2}}}

Dado que las valoraciones de segundo orden son números enteros, la diferencia no puede ser igual al número racional.12{\textstyle {\frac {1}{2}}}Por contradicción, por lo tanto, √2 no es un número racional .

Más concretamente, dado que la valoración de 2 b 2 es impar, mientras que la valoración de a 2 es par, deben ser enteros distintos, de modo que|2b2a2|1{\displaystyle \left|2b^{2}-a^{2}\right|\geq 1}Un cálculo sencillo proporciona entonces un límite inferior de13b2{\textstyle {\frac {1}{3b^{2}}}}por la diferencia|2a/b|{\displaystyle \left|{\sqrt {2}}-a/b\right|}, lo que proporciona una prueba directa de irracionalidad sin depender de la ley del tercero excluido . [ 6 ]

Topología geométrica

En topología geométrica , muchas propiedades de las variedades dependen únicamente de su dimensión módulo 4 o módulo 8; por lo tanto, a menudo se estudian variedades de dimensión par simple y doble (4k + 2 y 4k ) como clases. Por ejemplo, las variedades de dimensión par doble tienen una forma bilineal no degenerada simétrica en su grupo de cohomología de dimensión media , que por lo tanto tiene una signatura de valor entero . Por el contrario, las variedades de dimensión par simple tienen una forma bilineal no degenerada antisimétrica en su dimensión media; si se define un refinamiento cuadrático de esta a una forma cuadrática (como en una variedad enmarcada ), se obtiene el invariante de Arf como un invariante módulo 2. Las variedades de dimensión impar, por el contrario, no tienen estos invariantes, aunque en la teoría de cirugía algebraica se pueden definir invariantes más complicados. Esta periodicidad cuádruple y octavés en la estructura de las variedades está relacionada con la periodicidad cuádruple de la teoría L y la periodicidad octavés de la teoría K topológica real , que se conoce como periodicidad de Bott .

Si una variedad de espín suave orientada y compacta tiene dimensión n ≡ 4 mod 8 , o ν 2 ( n ) = 2 exactamente, entonces su signatura es un múltiplo entero de 16. [ 7 ]

Otras apariciones

Un número par simple no puede ser un número potente . No puede representarse como la diferencia de dos cuadrados . Sin embargo, un número par simple puede representarse como la diferencia de dos números prónicos o de dos números potentes. [ 8 ]

En teoría de grupos , es relativamente sencillo [ 9 ] demostrar que el orden de un grupo simple finito no abeliano no puede ser un número par único. De hecho, según el teorema de Feit-Thompson , tampoco puede ser impar, por lo que todo grupo de este tipo tiene un orden doblemente par.

La fracción continua de Lambert para la función tangente da la siguiente fracción continua simple que involucra los números pares positivos: [ 10 ]

tanh12=mi1mi+1=0+12+16+110+114+1{\displaystyle \tanh {\frac {1}{2}}={\frac {e-1}{e+1}}=0+{\cfrac {1}{2+{\cfrac {1}{6+{\cfrac {1}{10+{\cfrac {1}{14+{\cfrac {1}{\ddots }}}}}}}}}}}

Esta expresión conduce a representaciones similares de e . [ 11 ]

En química orgánica , la regla de Hückel , también conocida como la regla 4n + 2, predice que un sistema de enlace π cíclico que contiene un número par de electrones p será aromático . [ 12 ]

Aunque el teorema de orden 2 puede detectar cuándo un número entero es congruente con 0 (mod 4) o 2 (mod 4), no puede distinguir entre 1 (mod 4) y 3 (mod 4). Esta distinción tiene algunas consecuencias interesantes, como el teorema de Fermat sobre la suma de dos cuadrados .

Véase también

Referencias

  1. Euclides; Johan Ludvig Heiberg (1908). Los trece libros de los Elementos de Euclides . The University Press. pp. 281–284 . {{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  2. Lengyel, Tamas (1994). "Caracterización del orden 2-ádico del logaritmo" (PDF) . The Fibonacci Quarterly . 32 (5): 397– 401. doi : 10.1080/00150517.1994.12429184 .
  3. url= https://www.parleybot.com/p/double-triple-quadruple-even-number.html | Calculadora en línea de números pares múltiples
  4. Nunes, Terezinha y Peter Bryant (1996). Niños haciendo matemáticas . Blackwell. págs. 98-99 . ISBN  0-631-18472-4.
  5. Everson, Fred (2006). Guía para jugadores de bar para ganar en los dardos . Trafford. pág. 39. ISBN  1-55369-321-3.
  6. Benson, Donald C. (2000). El momento de la demostración: epifanías matemáticas . Oxford UP. págs. 46–47 . ISBN  0-19-513919-4.
  7. ^ Ochanine, Serge, "Firma módulo 16, invariantes de Kervaire généralisés et nombres caractéristiques dans la K-théorie réelle", Mém. Soc. Matemáticas. Francia 1980/81, núm. 5, 142 págs. SEÑOR 1809832 
    • McDaniel, Wayne L. (1982). "Representaciones de cada entero como la diferencia de números poderosos". Fibonacci Quarterly . 20 : 85–87 . doi : 10.1080/00150517.1982.12430037 .
  8. Véase, por ejemplo: Bourbaki (1989). Elementos de matemáticas: Álgebra I: Capítulos 1-3 (Reimpresión en rústica de la traducción al inglés de 1974 ). Springer. págs. 154–155 . ISBN   3-540-64243-9.
  9. Hairer, Ernst y Gerhard Wanner (1996). Análisis a través de su historia . Springer. págs. 69–78 . ISBN  0-387-94551-2.
  10. Lang, Serge (1995). Introducción a las aproximaciones diofánticas . Springer. págs. 69–73 . ISBN  0-387-94456-7.
  11. Ouellette, Robert J. y J. David Rawn (1996). Química orgánica . Prentice Hall. pág. 473. ISBN  0-02-390171-3.
  • Número par único en PlanetMath .
  • Secuencia OEIS A016825 (Números congruentes con 2 mod 4)
  • Secuencia OEIS A008586 (Múltiplos de 4)