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Eulers Phi-Funktion

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Elementare Zahlentheorie

Tags: Elementare Zahlentheorie

 
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freddi11

freddi11 aktiv_icon

10:18 Uhr, 17.09.2016

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Hallo,

Ich soll eine Zahl n finden, für die gilt: φ(n)=520.
Mir ist bewusst, dass 521 eine Primzahl ist und somit φ(521)=520.
Wenn ich über die Formel für φ mit der Primfaktorzerlegung gehe, dann ist es auch eher ein ausprobieren.
Ich würde allerdings gern wissen, wie ich dieses n systematisch bestimmen kann.

Danke für eure Hilfe!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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supporter

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10:48 Uhr, 17.09.2016

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Vllt. hilft dir das weiter:

Multiplikative Funktion

φ (mn)= φ (m) ⋅ φ (n)

Ein Beispiel dazu:

φ (18)= φ (2) ⋅ φ (9)=16=6
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

11:10 Uhr, 17.09.2016

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Hallo freddi11,
wie Du an supporters Beispiel siehst, ist φ weit davon entfernt, injektiv zu sein.
Es gibt daher zu vorgegebenem φ-Wert nicht das Urbild.
Es gibt sicher unter den Urbildern ein kleinstes, und wenn Du danach
suchst, ist Deine Frage eindeutig. Leider habe ich hier keine Lösung.
Supporter weist auf die Multiplikativität der zahlentheoretischen Funktion
hin, und viel mehr hat man wohl auch nicht?!?
Zum Probieren sollte man aber nicht die in Büchern so heiliggesprochene
Formel
φ(n)=npn(1-1p)
nehmen, sondern lieber ihre "Urform":
φ(n)=pn(pnp-pnp-1).
Gruß ermanus
Antwort
Roman-22

Roman-22

13:27 Uhr, 17.09.2016

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> Ich soll eine Zahl n finden, für die gilt: φ(n)=520.
> Mir ist bewusst, dass 521 eine Primzahl ist und somit φ(521)=520.
Naja, damit ist die Aufgabe ja schon gelöst oder? Denke, dass es genau so gemeint war, zu erkennen, dass 521 eine Primzahl ist.

>.., dann ist es auch eher ein ausprobieren.
Das ist in der Zahlentheorie nicht ungewöhnlich. Es kommt nur immer darauf an, WIE man probiert - vorzugsweise systematisch unter Beachtung bekannter Eigenschaften des zu Untersuchenden.
Bei deiner Aufgabe, glaube ich, war es "nur" das Ziel, dass du erkennst, dass 521 eine Primzahl ist und du φ(p)=p-1 sinnvoll anwendest.

@supporter > Vllt. hilft dir das weiter: Multiplikative Funktion
So wie ich das sehe ist freddi11 dieser Zusammenhang bewusst und genau das, was er mit "Formel für φ mit der Primfaktorzerlegung" meinte. Zusätzlich wird da auch noch φ(pk)=pk-1(p-1) benötigt.

@ermanus > wie Du an supporters Beispiel siehst, ist φ weit davon entfernt, injektiv zu sein.
Die Aussage, dass φ(n) nicht injektiv ist, ist an sich zwar richtig, aber an supporters Beitrag mit dem Beispiel aus der Wikipedia ist das noch nicht unmittelbar ersichtlich.

@ermanus > Es gibt sicher unter den Urbildern ein kleinstes, und wenn Du danach suchst, ist Deine Frage eindeutig.
@ermanus > Leider habe ich hier keine Lösung.
Dir Frage lautetet doch ohnedies "Ich soll eine Zahl n finden, für die gilt: φ(n)=520." und nicht "ich soll DIE zahl n finden ....". Also ist mit der Fragestellung ohnedies alles in Ordnung. Es wurde doch nie behauptet, dass die Lösung eindeutig wäre. Allerdings drängt sich eine Lösung förmlich auf und freddi11 hat sie auch gefunden.
Und natürlich haben wir damit auch eine Lösung für deine modifizierte Fragestellung nach dem kleinsten Urbild von 520! Wegen φ(n)<n für n>1 und φ(521)=520 muss doch n=521 das kleinste Urbild von 520 sein. Alle weiteren wie 583, 655, 1042, 1048, 1166, 1310, ... sind klarerweise größer.

R

Frage beantwortet
freddi11

freddi11 aktiv_icon

13:55 Uhr, 17.09.2016

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Vielen Dank für eure Hilfe.

Die genannten Eigenschaften waren mir bewusst. Ich wollte nur wissen ob es eine effiziente Alternative zum Probieren gibt, falls ich mal eine ähnliche Aufgabe lösen muss.
Jetzt weiß ich, dass dies nicht der Fall ist und diese Herangehensweise bei ähnlichen Aufgaben auch richtig ist.
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

09:04 Uhr, 18.09.2016

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Hallo Roman-22,
aus dem von supporter angegebenen Beispiel ersieht man meiner
Ansicht nach "ohne Mühe":
φ(18)=φ(9).
Gruß und einen schönen Sonntag
ermanus