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Curso: Computer science theory > Unidade 2
Lição 5: Aritmética modular- O que é aritmética modular?
- Operador módulo
- Desafio de Módulo
- Módulo de congruência
- Relação de congruência
- Relações equivalentes
- O teorema do resto do quociente
- Adição e subtração modular
- Adição modular
- Desafio de Módulo (Adição e Subtração)
- Multiplicação modular
- Multiplicação modular
- Exponenciação modular
- Exponenciação modular rápida
- Exponenciação Modular Rápida
- Inversas modulares
- O Algoritmo Euclidiano
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O que é aritmética modular?
Uma Introdução à Matemática Modular
Quando dividimos dois inteiros, temos uma equação na seguinte forma:
Há vezes em que estamos interessados somente no valor do resto quando dividimos por .
Nesses casos, dispomos do operador resto (do inglês modulo, abreviado como mod).
Nesses casos, dispomos do operador resto (do inglês modulo, abreviado como mod).
Usando os mesmos , , e acima, podemos escrever:
Lemos isso como módulo é igual a , sendo o módulo.
Por exemplo:
Visualize o módulo com relógios
Veja no que resulta a divisão de números consecutivos por 3.
O resto começa em 0 e incrementa de 1 em 1, até que seja um a menos do que o número pelo qual estamos dividindo. Depois disso, a sequência se repete.
Após perceber isso, podemos usar círculos para visualizar o operador módulo.
Nós escrevemos 0 no topo de um círculo e, continuando no sentido horário, escrevemos inteiros 1, 2 ... até o módulo que temos menos um.
Por exemplo, um relógio com o 12 substituído por 0 seria o círculo do módulo 12.
Para encontrar o resultado de , podemos seguir esses passos:
- Construa este relógio para o tamanho
- Inicie no 0 e mova-se em volta do relógio por
passos - Onde pararmos será nossa solução.
(Se o número é positivo, vamos no sentido horário, se é negativo, nós vamos no sentido anti-horário.)
Exemplos
Para o módulo 4, fazemos um relógio com os números 0, 1, 2 e 3.
Iniciamos no 0 e passamos por 8 números no sentido horário 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0.
Iniciamos no 0 e passamos por 8 números no sentido horário 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0.
Acabamos no 0, então .
Com módulo 2, fazemos um relógio com os números 0 e 1.
Iniciamos em 0 e passamos por 7 números no sentido horário 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1.
Iniciamos em 0 e passamos por 7 números no sentido horário 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1.
Acabamos no 1, então .
Com módulo 3, fazemos um relógio com os números 0, 1 e 2.
Iniciamos em 0 e passamos por 5 números no sentido anti-horário (o 5 é negativo) da sequência 2, 1, 0, 2, 1.
Iniciamos em 0 e passamos por 5 números no sentido anti-horário (o 5 é negativo) da sequência 2, 1, 0, 2, 1.
Acabamos no 1, então .
Conclusão
Se temos e somarmos a um múltiplo de , nós iremos terminar no mesmo ponto, por exemplo,
para qualquer inteiro .
Por exemplo:
Notas para o leitor
mod em linguagens de programação e calculadoras
Muitas linguagens de programação e calculadoras têm um operador mod, tipicamente representado pelo símbolo %. Se você calcular o resultado de um número negativo, algumas linguagens darão resultados negativos.
Por exemplo,
Por exemplo,
-5 % 3 = -2.
Módulo de Congruência
Você pode ter visto uma expressão como esta:
Isso diz que é congruente para módulo . Ela é similar às expressões que usamos aqui, mas não são as mesmas.
No próximo artigo iremos explicar o que ela significa e como ela se relaciona com a expressão acima.
Quer participar da conversa?
-5 mod 3 = 1
, como? o resto da divisão entre -5/3 não seria -2?(5 votos)- caso o resto seja negativo, você o soma com o divisor para ter o modulo positivo.
exemplo:
-15 mod 4
-15 quando dividido por 4 deixa resto -3, então eu somo o -3 com 4, que dá 1. Então:
-15 mod 4 = 1(12 votos)
- Assim eu não entendi como calcula essa conta A mod B=(A+K⋅B) mod BA, space, m, o, d, space, B, equals, left parenthesis, A, plus, K, dot, B, right parenthesis, space, m, o, d, space, B para qualquer inteiro \bf{K}K. como calcula a mod b(a+k+b) como calcula a k ?(2 votos)
- Pelo que eu entendi, o K é qualquer número natural, entende, vai dar sempre o mesmo módulo. Quer dizer que quando você adiciona um B a mais só dá uma volta e cai no mesmo lugar, duas vezes B, dá duas voltas a mais, não é pra calcular K, mas deve servir pra várias coisas. Igual no exemplo que eles deram
3 mod 10 = 3 ou seja na fórmula seria A=3 B=10 k=0, então A+k*B mod B = A no caso 3+0*10 mod 10 = 3, veja os outros exemplos
13 mod 10 = 3 aqui o k = 1
A+K*B mod B = A >>> 3+1*10 mod 10 = 3 e assim por diante
23 mod 10 = 3 o K é 2
A+K*B mod B = A >>> 3+2*10 mod 10 = 3
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