Aufgabenbeispiele von MGK Klasse 9
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einfache Modulo Aufgabe
Beispiel:
Bestimme (die kleinste natürliche Zahl für die gilt:) 98 mod 6.
Das nächst kleinere Vielfache von 6 ist 96, weil ja 16 ⋅ 6 = 96 ist.
Also bleibt als Rest eben noch 98 - 96 = 2.
Somit gilt: 98 mod 6 ≡ 2.
Modulo in einem Intervall
Beispiel:
Bestimme eine Zahl n zwischen 20 und 29 für die gilt n ≡ 32 mod 3.
Das nächst kleinere Vielfache von 3 ist 30, weil ja 10 ⋅ 3 = 30 ist.
Also bleibt als Rest eben noch 32 - 30 = 2.
Somit gilt: 32 mod 3 ≡ 2.
Wir suchen also eine Zahl zwischen 20 und 29 für die gilt: n ≡ 2 mod 3.
Dazu suchen wir erstmal ein Vielfaches von 3 in der Nähe von 20, z.B. 18 = 6 ⋅ 3
Jetzt muss die gesuchte Zahl ja aber nicht ≡ 0 mod 3 , sondern ≡ 2 mod 3 sein, also addieren wir noch 2 auf die 18 und erhalten so 20.
Somit gilt: 20 ≡ 32 ≡ 2 mod 3.
Modulo addieren
Beispiel:
Berechne ohne WTR: (7995 + 3201) mod 8.
Um längere Rechnungen zu vermeiden, rechnen wir:
(7995 + 3201) mod 8 ≡ (7995 mod 8 + 3201 mod 8) mod 8.
7995 mod 8 ≡ 3 mod 8 kann man relativ leicht bestimmen, weil ja 7995
= 7000
3201 mod 8 ≡ 1 mod 8 kann man relativ leicht bestimmen, weil ja 3201
= 3200
Somit gilt:
(7995 + 3201) mod 8 ≡ (3 + 1) mod 8 ≡ 4 mod 8.
Modulo multiplizieren
Beispiel:
Berechne ohne WTR: (74 ⋅ 48) mod 3.
Um längere Rechnungen zu vermeiden, rechnen wir:
(74 ⋅ 48) mod 3 ≡ (74 mod 3 ⋅ 48 mod 3) mod 3.
74 mod 3 ≡ 2 mod 3 kann man relativ leicht bestimmen, weil ja 74 = 72 + 2 = 24 ⋅ 3 + 2 ist.
48 mod 3 ≡ 0 mod 3 kann man relativ leicht bestimmen, weil ja 48 = 48 + 0 = 16 ⋅ 3 + 0 ist.
Somit gilt:
(74 ⋅ 48) mod 3 ≡ (2 ⋅ 0) mod 3 ≡ 0 mod 3.
gemeinsame Modulos finden
Beispiel:
Finde alle natürlichen Zahlen m ≥ 2, für die gilt :
30 mod m = 42 mod m.
1. (etwas umständliche) Möglichkeit:
Wir probieren einfach alle natürliche Zahlen m<= 30 aus, ob zufällig 30 mod m = 42 mod m gilt:
m=2: 30 mod 2 = 0 = 0 = 42 mod 2
m=3: 30 mod 3 = 0 = 0 = 42 mod 3
m=4: 30 mod 4 = 2 = 2 = 42 mod 4
m=5: 30 mod 5 = 0 ≠ 2 = 42 mod 5
m=6: 30 mod 6 = 0 = 0 = 42 mod 6
m=7: 30 mod 7 = 2 ≠ 0 = 42 mod 7
m=8: 30 mod 8 = 6 ≠ 2 = 42 mod 8
m=9: 30 mod 9 = 3 ≠ 6 = 42 mod 9
m=10: 30 mod 10 = 0 ≠ 2 = 42 mod 10
m=11: 30 mod 11 = 8 ≠ 9 = 42 mod 11
m=12: 30 mod 12 = 6 = 6 = 42 mod 12
m=13: 30 mod 13 = 4 ≠ 3 = 42 mod 13
m=14: 30 mod 14 = 2 ≠ 0 = 42 mod 14
m=15: 30 mod 15 = 0 ≠ 12 = 42 mod 15
m=16: 30 mod 16 = 14 ≠ 10 = 42 mod 16
m=17: 30 mod 17 = 13 ≠ 8 = 42 mod 17
m=18: 30 mod 18 = 12 ≠ 6 = 42 mod 18
m=19: 30 mod 19 = 11 ≠ 4 = 42 mod 19
m=20: 30 mod 20 = 10 ≠ 2 = 42 mod 20
m=21: 30 mod 21 = 9 ≠ 0 = 42 mod 21
m=22: 30 mod 22 = 8 ≠ 20 = 42 mod 22
m=23: 30 mod 23 = 7 ≠ 19 = 42 mod 23
m=24: 30 mod 24 = 6 ≠ 18 = 42 mod 24
m=25: 30 mod 25 = 5 ≠ 17 = 42 mod 25
m=26: 30 mod 26 = 4 ≠ 16 = 42 mod 26
m=27: 30 mod 27 = 3 ≠ 15 = 42 mod 27
m=28: 30 mod 28 = 2 ≠ 14 = 42 mod 28
m=29: 30 mod 29 = 1 ≠ 13 = 42 mod 29
m=30: 30 mod 30 = 0 ≠ 12 = 42 mod 30
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 (42 - 30) = 12 bestimmen:
die gesuchten Zahlen sind somit:
2; 3; 4; 6; 12
