Aufgabenbeispiele von MGK Klasse 9
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einfache Modulo Aufgabe
Beispiel:
Bestimme (die kleinste natürliche Zahl für die gilt:) 99 mod 3.
Das nächst kleinere Vielfache von 3 ist 99, weil ja 33 ⋅ 3 = 99 ist.
Also bleibt als Rest eben noch 99 - 99 = 0.
Somit gilt: 99 mod 3 ≡ 0.
Modulo in einem Intervall
Beispiel:
Bestimme eine Zahl n zwischen 30 und 39 für die gilt n ≡ 93 mod 5.
Das nächst kleinere Vielfache von 5 ist 90, weil ja 18 ⋅ 5 = 90 ist.
Also bleibt als Rest eben noch 93 - 90 = 3.
Somit gilt: 93 mod 5 ≡ 3.
Wir suchen also eine Zahl zwischen 30 und 39 für die gilt: n ≡ 3 mod 5.
Dazu suchen wir erstmal ein Vielfaches von 5 in der Nähe von 30, z.B. 30 = 6 ⋅ 5
Jetzt muss die gesuchte Zahl ja aber nicht ≡ 0 mod 5 , sondern ≡ 3 mod 5 sein, also addieren wir noch 3 auf die 30 und erhalten so 33.
Somit gilt: 33 ≡ 93 ≡ 3 mod 5.
Modulo addieren
Beispiel:
Berechne ohne WTR: (15001 - 90) mod 3.
Um längere Rechnungen zu vermeiden, rechnen wir:
(15001 - 90) mod 3 ≡ (15001 mod 3 - 90 mod 3) mod 3.
15001 mod 3 ≡ 1 mod 3 kann man relativ leicht bestimmen, weil ja 15001
= 15000
90 mod 3 ≡ 0 mod 3 kann man relativ leicht bestimmen, weil ja 90
= 90
Somit gilt:
(15001 - 90) mod 3 ≡ (1 - 0) mod 3 ≡ 1 mod 3.
Modulo multiplizieren
Beispiel:
Berechne ohne WTR: (42 ⋅ 49) mod 4.
Um längere Rechnungen zu vermeiden, rechnen wir:
(42 ⋅ 49) mod 4 ≡ (42 mod 4 ⋅ 49 mod 4) mod 4.
42 mod 4 ≡ 2 mod 4 kann man relativ leicht bestimmen, weil ja 42 = 40 + 2 = 10 ⋅ 4 + 2 ist.
49 mod 4 ≡ 1 mod 4 kann man relativ leicht bestimmen, weil ja 49 = 48 + 1 = 12 ⋅ 4 + 1 ist.
Somit gilt:
(42 ⋅ 49) mod 4 ≡ (2 ⋅ 1) mod 4 ≡ 2 mod 4.
gemeinsame Modulos finden
Beispiel:
Finde alle natürlichen Zahlen m ≥ 2, für die gilt :
24 mod m = 32 mod m.
1. (etwas umständliche) Möglichkeit:
Wir probieren einfach alle natürliche Zahlen m<= 24 aus, ob zufällig 24 mod m = 32 mod m gilt:
m=2: 24 mod 2 = 0 = 0 = 32 mod 2
m=3: 24 mod 3 = 0 ≠ 2 = 32 mod 3
m=4: 24 mod 4 = 0 = 0 = 32 mod 4
m=5: 24 mod 5 = 4 ≠ 2 = 32 mod 5
m=6: 24 mod 6 = 0 ≠ 2 = 32 mod 6
m=7: 24 mod 7 = 3 ≠ 4 = 32 mod 7
m=8: 24 mod 8 = 0 = 0 = 32 mod 8
m=9: 24 mod 9 = 6 ≠ 5 = 32 mod 9
m=10: 24 mod 10 = 4 ≠ 2 = 32 mod 10
m=11: 24 mod 11 = 2 ≠ 10 = 32 mod 11
m=12: 24 mod 12 = 0 ≠ 8 = 32 mod 12
m=13: 24 mod 13 = 11 ≠ 6 = 32 mod 13
m=14: 24 mod 14 = 10 ≠ 4 = 32 mod 14
m=15: 24 mod 15 = 9 ≠ 2 = 32 mod 15
m=16: 24 mod 16 = 8 ≠ 0 = 32 mod 16
m=17: 24 mod 17 = 7 ≠ 15 = 32 mod 17
m=18: 24 mod 18 = 6 ≠ 14 = 32 mod 18
m=19: 24 mod 19 = 5 ≠ 13 = 32 mod 19
m=20: 24 mod 20 = 4 ≠ 12 = 32 mod 20
m=21: 24 mod 21 = 3 ≠ 11 = 32 mod 21
m=22: 24 mod 22 = 2 ≠ 10 = 32 mod 22
m=23: 24 mod 23 = 1 ≠ 9 = 32 mod 23
m=24: 24 mod 24 = 0 ≠ 8 = 32 mod 24
2. (deutlich schnellere) Möglichkeit:
Wir erinnern uns daran, dass
a mod m ≡ b mod m
wenn m ein Teiler von (a-b) bzw. (b-a) ist.
Somit müssen wir nur die Teiler von (32 - 24) = 8 bestimmen:
die gesuchten Zahlen sind somit:
2; 4; 8
