Softlab Jota Notebook
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Salida Jota: === El Ultimo Teorema de Fermat === -Salida Jota: -Salida Jota: Pierre de Fermat, 1637, al margen del libro Aritmetica de Diofanto: -Salida Jota: 'a^n + b^n = c^n no tiene soluciones enteras positivas para n > 2' -Salida Jota: 'Tengo una demostracion maravillosa que este margen es muy angosto' -Salida Jota: 'para contener.' -Salida Jota: -Salida Jota: La conjetura resistio 357 años. Wiles la demostro en 1994-1995 -Salida Jota: usando herramientas que Fermat jamas pudo haber conocido: -Salida Jota: formas modulares, curvas elipticas, teoria de Galois. -Salida Jota: -Salida Jota: Lo que exploraremos aqui: -Salida Jota: 1. Busqueda exhaustiva corregida para n=3,4,5 -Salida Jota: 2. El numero de Hardy-Ramanujan (1729) -Salida Jota: 3. Numeros de Taxicab — casi-soluciones famosas -Salida Jota: 4. Numeros de Fermat: 2^(2^n)+1 -Salida Jota: 5. La Conjetura de Beal — generalizacion con premio de 1M USD -
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Salida Jota: PARTE 1 — n=2: INFINITAS SOLUCIONES -Salida Jota: a^2 + b^2 = c^2 tiene infinitas soluciones enteras. -Salida Jota: Fermat lo sabia — por eso el teorema dice n > 2. -Salida Jota: -Salida Jota: Triples pitagoricas con a,b <= 50: -Salida Jota: Total de triples encontradas: -Salida Jota: 26 -Salida Jota: -Salida Jota: Las 5 primeras: -Salida Jota: 3.000 -Salida Jota: 4.000 -Salida Jota: 5.000 -Salida Jota: 5.000 -Salida Jota: 12.000 -Salida Jota: 13.000 -Salida Jota: 6.000 -Salida Jota: 8.000 -Salida Jota: 10.000 -Salida Jota: 7.000 -Salida Jota: 24.000 -Salida Jota: 25.000 -Salida Jota: 8.000 -Salida Jota: 15.000 -Salida Jota: 17.000 -Salida Jota: -Salida Jota: La mas famosa: 3-4-5 -Salida Jota: 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = -Salida Jota: 25 -Salida Jota: 5^2 = -Salida Jota: 25 -Salida Jota: -Salida Jota: Y la gigante: 20-21-29 -Salida Jota: 20^2 + 21^2 = -Salida Jota: 841 -Salida Jota: 29^2 = -Salida Jota: 841 -
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Salida Jota: PARTE 2 — n=3: NINGUNA SOLUCION -Salida Jota: Evaluando 1770 pares (a,b) con a,b <= 60... -Salida Jota: -Salida Jota: Resultado: NINGUNA solucion exacta en 1770 pares. -Salida Jota: -Salida Jota: El 'casi-fallo' mas cercano encontrado: -Salida Jota: 24.000 -Salida Jota: ^3 + -Salida Jota: 47.000 -Salida Jota: ^3 vs -Salida Jota: 49.000 -Salida Jota: ^3 -Salida Jota: -Salida Jota: Valores exactos: -Salida Jota: 117647.000 -Salida Jota: 117649.000 -Salida Jota: Diferencia absoluta (nunca es 0): -Salida Jota: 2.000 -Salida Jota: Error relativo en partes por millon: -Salida Jota: 17.000 -Salida Jota: -Salida Jota: Este par {24,47,49} esta relacionado con el numero -Salida Jota: 24^3+47^3 = 117647, y 49^3 = 117649. Difieren en 2. -
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Salida Jota: PARTE 3 — EL NUMERO 1729 DE HARDY Y RAMANUJAN -Salida Jota: -Salida Jota: Londres, 1917. Hardy visita a Ramanujan en el hospital. -Salida Jota: Llega en el taxi numero 1729. -Salida Jota: Hardy: Que numero mas aburrido. -Salida Jota: Ramanujan: Al contrario. Es el menor numero que se puede -Salida Jota: expresar como suma de dos cubos de dos maneras distintas. -Salida Jota: -Salida Jota: Verificacion: -Salida Jota: 1^3 + 12^3 = -Salida Jota: 1729 -Salida Jota: 9^3 + 10^3 = -Salida Jota: 1729 -Salida Jota: -Salida Jota: Buscando todos los numeros Taxicab hasta N=15... -Salida Jota: Numeros Taxicab encontrados: -Salida Jota: 0 -Salida Jota: -Salida Jota: Propiedades especiales de 1729: -Salida Jota: Es el producto de tres primos: 7 x 13 x 19 = -Salida Jota: 1729 -Salida Jota: Es un numero de Carmichael (casi-primo) -
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Salida Jota: PARTE 4 — LA CONJETURA DE EULER (1769)... Y SU CAIDA -Salida Jota: -Salida Jota: Euler conjecturo en 1769: -Salida Jota: Para n >= 3, se necesitan al menos n n-esimas potencias -Salida Jota: para sumar a una n-esima potencia. -Salida Jota: -Salida Jota: Es decir: Fermat generalizado — pareceria razonable. -Salida Jota: Resistio casi 200 anios. En 1966, Lander y Parkin la -Salida Jota: refutaron con una sola linea de computadora: -Salida Jota: -Salida Jota: 27^5 + 84^5 + 110^5 + 133^5 = 144^5 -Salida Jota: -Salida Jota: Solo 4 quintas potencias suman a una quinta potencia. -Salida Jota: Verificando en Jota: -Salida Jota: 27^5 + 84^5 + 110^5 + 133^5 = -Salida Jota: 61917364224.000 -Salida Jota: 144^5 = -Salida Jota: 61917364224.000 -Salida Jota: Son iguales: -Salida Jota: SI — La conjetura de Euler es FALSA -Salida Jota: -Salida Jota: Euler se equivoco. Fermat no. -Salida Jota: En matematicas, la intuicion no basta. -Salida Jota: -Salida Jota: Comparacion de magnitudes: -
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Salida Jota: PARTE 5 — EL TEOREMA PEQUENO DE FERMAT Y LA CRIPTOGRAFIA -Salida Jota: -Salida Jota: Hay otro teorema de Fermat, diferente al ultimo: -Salida Jota: Para todo primo p y entero a: a^p mod p = a -Salida Jota: -Salida Jota: Este resultado de 1640 es la base de RSA, -Salida Jota: el algoritmo que protege las comunicaciones en internet. -Salida Jota: -Salida Jota: Verificando para p=7 (todos los a de 1 a 6): -Salida Jota: a | a^7 mod 7 | debe ser igual a a -Salida Jota: 1.000 -Salida Jota: 1.000 -Salida Jota: 2.000 -Salida Jota: 2.000 -Salida Jota: 3.000 -Salida Jota: 3.000 -Salida Jota: 4.000 -Salida Jota: 4.000 -Salida Jota: 5.000 -Salida Jota: 5.000 -Salida Jota: 6.000 -Salida Jota: 6.000 -Salida Jota: -Salida Jota: Verificando para p=13: -Salida Jota: Para p=13: a^13 mod 13 = a para todo a — CONFIRMADO -Salida Jota: -Salida Jota: RSA usa esto: cifrar M con clave publica e, primo p: -Salida Jota: C = M^e mod (p*q) — seguro porque factorizar p*q es imposible -Salida Jota: para primos grandes. Fermat (1640) protege internet hoy. -
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Salida Jota: PARTE 6 — LOS NUMEROS DE FERMAT: F_n = 2^(2^n) + 1 -Salida Jota: -Salida Jota: Fermat creia que todos eran primos. -Salida Jota: Tenia razon para F0..F4. En F5, Euler lo refuto (1732). -Salida Jota: -Salida Jota: F0 = 2^1+1 = 3, primo: -Salida Jota: 1 -Salida Jota: F1 = 2^2+1 = 5, primo: -Salida Jota: 1 -Salida Jota: F2 = 2^4+1 = 17, primo: -Salida Jota: 1 -Salida Jota: F3 = 2^8+1 = 257, primo: -Salida Jota: 1 -Salida Jota: F4 = 2^16+1 = 65537, primo: -Salida Jota: 1 -Salida Jota: -Salida Jota: F5 = 2^32+1 = 4294967297 -Salida Jota: Euler: 641 x 6700417. Verificacion: -Salida Jota: 4294967297 -Salida Jota: es_primo(F5): -Salida Jota: 0 -Salida Jota: -Salida Jota: F0..F4 son los unicos Fn primos conocidos. -Salida Jota: Ningun Fn primo ha sido encontrado para n >= 5. -Salida Jota: Hoy se saben compuestos F5 hasta F32. -Salida Jota: -Salida Jota: Curiosidad: 65537 (F4) es usado en RSA como exponente -Salida Jota: publico estandar precisamente por ser primo de Fermat. -
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Salida Jota: PARTE 7 — LA CONJETURA DE BEAL (PREMIO: 1,000,000 USD) -Salida Jota: -Salida Jota: Andrew Beal, banquero texano y matematico aficionado, 1993: -Salida Jota: -Salida Jota: Si A^x + B^y = C^z con A,B,C,x,y,z enteros positivos -Salida Jota: y x,y,z >= 3, entonces MCD(A,B,C) > 1. -Salida Jota: -Salida Jota: Es una generalizacion de Fermat: si x=y=z=n y MCD=1, -Salida Jota: la igualdad es imposible (seria refutar a Fermat). -Salida Jota: -Salida Jota: Ejemplos que cumplen (MCD > 1, por eso no son refutaciones): -Salida Jota: 2^3 + 2^3 = 2^4 — MCD(2,2,2) = 2 -Salida Jota: 16 -Salida Jota: 16.000 -Salida Jota: 3^3 + 6^3 = 3^5/3 — no exacto, pero el principio: -Salida Jota: MCD(3,6,9) = -Salida Jota: 3 -Salida Jota: -Salida Jota: Buscando contraejemplos con A,B,C<=10, exp 3-5... -Salida Jota: CONTRAEJEMPLO (invalida Beal): -Salida Jota: 3.000 -Salida Jota: 6.000 -Salida Jota: 3.000 -Salida Jota: CONTRAEJEMPLO (invalida Beal): -Salida Jota: 6.000 -Salida Jota: 3.000 -Salida Jota: 3.000 -Salida Jota: -Salida Jota: ===================================================== -Salida Jota: RESUMEN FINAL -Salida Jota: ===================================================== -Salida Jota: n=2: INFINITAS soluciones (Pitagoras) -Salida Jota: n=3,4,5: CERO soluciones (Fermat, verificado computacionalmente) -Salida Jota: Euler (1769): REFUTADA en 1966 por computadora -Salida Jota: Beal (1993): ABIERTA, 1,000,000 USD de premio -Salida Jota: Fermat Pequeno: BASE de RSA y criptografia moderna -Salida Jota: Fermat tenia razon en lo grande. Se equivoco en los detalles. -Salida Jota: Las matematicas son mas complicadas de lo que parece. -
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