Álgebra I – Divisibilidade 19 3.3 Algoritmo da divisão Já sabemos que quando um inteiro b não divide um inteiro a, existe um método para dividir a por b, obtendo um quociente q e um resto r, e que esse processo de divisão termina quando r < b. Isso pode ser enunciado da seguinte forma: Teorema. Sejam a e b inteiros, tais que a 0 e b > 0. Então, existem q e r inteiros, únicos, tais que a = bq + r e 0 r < b. Prova da existência. Consideremos o seguinte conjunto: S = {a - bx / x Z e a – bx 0}. Observe que a S, pois a = a – b.0 e a 0. Logo S é não vazio. Assim, temos que S é um subconjunto de números naturais, não vazio. Então, pelo Princípio da Boa Ordem, existe em S um elemento mínimo, o qual denotaremos por r. r S r 0 e r = a – bq para algum q Z. Falta mostrarmos que r < b. De fato, suponha por absurdo que r b. r b a – bq b a – bq – b 0 a – b(q + 1) 0 a – bq – b S a – bq – b r r – b r - b 0 b 0, o que é um absurdo, pois por hipótese b > 0. Prova da unicidade. Suponha que existam inteiros q , q’, r e r’, com q q’ e r r’, tais que a = bq + r , a = bq’ + r’ , 0 r < b e 0 r’ < b. a = bq + r e a = bq’ + r’ bq + r = bq’ + r’ b(q – q’) = r’ – r 0 r < b e 0 r’ < b | r’ – r| < b Assim, b(q – q’) = r’ – r |b(q – q’)| = |r’ – r| b.|q – q’| = |r’ – r| < b |q – q’| < 1 Como q – q’ é um número inteiro, temos que q – q’ = 0 e assim, r’ – r = 0 q = q’ e r = r’. Exercícios envolvendo o algoritmo da divisão Problema 1. Considere x um número natural que, dividido por 9, deixa resto 5 e, dividido por 3, deixa resto 2. Sabendo que a soma destes quocientes é 9, determine x. Problema 2. (Provão 2002) O resto da divisão de um inteiro n por 20 é 8. Qual é o resto da divisão de n por 5? Problema 3. (Provão 2003) Se o resto da divisão do inteiro n por 5 é igual a 3, o resto da divisão de 2 n por 5 é, necessariamente, igual a: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 Problema 4. Em uma divisão o dividendo é 120 e o quociente é 8. Encontre o divisor e o resto.