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Aufgabe:

„Seien a, b ∈ ℤ teilerfremde Zahlen. Zeige, dass die diophantische Gleichung ax + by = 0 dann genau die Lösungen x = bk, y = -ak hat, wobei k eine beliebige ganze Zahl ist.
Hinweis: Der „interessante" Teil hier ist natürlich zu zeigen, dass es keine weiteren Lösungen geben kann.“


Wir wissen überhaupt nicht, wie wir vorangehen sollen, Leute aus höheren Semestern können uns auch nicht helfen

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Beste Antwort

Als Symbol für den größten gemeinsamen Teiler von a,b nehme ich \((a,b)\). Also \((a,b) = 1\).

Gleichung umstellen:

\(\Rightarrow ax = -by \Rightarrow a | by \) und \( b| ax\)

\(a | by \stackrel{(a,b)=1}{\Rightarrow} a| y \Rightarrow y= la\)

\(b | ax \stackrel{(a,b)=1}{\Rightarrow} b| x \Rightarrow x= kb\)

Einsetzen in die umgestellte Gleichung

\(\Rightarrow abk = -abl \Rightarrow k = -l\)

\(\Rightarrow x= kb\) und \( y=-ka \).


Falls nun \((a,b) = g > 1\), gilt

\(a= a'g\) mit \(0 < |a'| < |a|\) und \(b= b'g\) mit \(0 < |b'| < |b|\) und

\((a',b') = 1\).

Dieselbe Rechnung wie oben gibt nun die Lösungen

\(x=kb' = k\frac bg\) und \(y=-ka' = -k \frac ag\).

Die Lösungen \(x=kb,\; y=-ka\) bilden also nur eine echte Teilmenge aller Lösungen im Fall \((a,b) = g > 1\).

Avatar von 11 k

Vielen Dank für diese ausführliche Antwort!

Ich verstehe nicht so genau aus welchem Grund in diesem Schritt

abyay

das b "verschwindet".

a teilt das Produkt by. a und b sind aber teilerfremd - die Primfaktoren von a und b sind also komplett verschieden.

Deshalb muss a dann y teilen.

Verstehe, vielen Dank!

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