Angel "Java" Lopez en Blog

Publicado el 1 de Febrero, 2016, 17:36

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En el anterior post apareció la expresión:

Siendo p y q enteros, sin factores comunes. Comentaba que es curioso que aparezcan números complejos en este tipo de problemas de enteros. Lo interesante es que ahora estamos ampliando el problema original: buscaremos condiciones que se cumplan no sólo para los enteros que manejamos todos los días, sino para "otros enteros" que tienen expresión compleja, y hasta coeficiente irracional.

Curiosamente, esta extensión del problema original permite llegar a alguna solución. Es como si la teoría de números nos dijera: "con complejos es más fácil". Examinemos los números de la forma:

Con a, b enteros cualesquiera. Es decir, tenemos un conjunto infinito de tales números. Tienen una propiedad: al sumar dos cualesquiera, o multiplicar dos cualesquiera, se obtiene otro número del mismo conjunto. Por ejemplo:

Lo que da:

Que tiene la misma "forma" que los números originales.

Conseguimos un nuevo conjunto de números "enteros", que son cerrados para la suma y la multiplicación, como los enteros originales. Pero estos últimos tienen una propiedad muy interesante en teoría de número: la factorización única en factores primos. ¿Se cumplirá esta propiedad en este nuevo conjunto de "enteros"? Pues resulta que no, por ejemplo, el número 4 tiene dos factorizaciones distintas:

Ninguno de estos factores se puede expresar en factores más "pequeños", y llegar al mismo desarrollo de factores, como pide la propiedad de factorización única.

El que no se cumpla esta propiedad nos va a complicar trabajar con estos nuevos enteros. No vamos a poder operar con ellos como con los enteros normales. Por ejemplo, de la expresión que encontramos en el post anterior:

No podríamos deducir que los factores entre paréntesis son cubos perfectos.

Veremos dos caminos para sortear este obstáculo: encontrar un nuevo conjunto que contenga a éste, pero que tenga factorización única. O explorar el seguir investigando la solución sin apelar a estos "enteros complejos". Curiosamente, ambos caminos terminan siendo, de alguna manera, el mismo.

Como nota curiosa, Euler usó un camino en su primera demostración del caso Fermat n=3, dando un paso en falso, similar a la que hubiéramos dado nosotros si presumimos la factorización única en estos "enteros complejos". En realidad, estamos abriendo un nuevo mundo, donde el uso de enteros complejos nos lleva a elevar el alcance de la teoría de números, más allá de lo que hubiera esperado Fermat.

Ver también:

Non-unique factorization
Unique and nonunique factorization

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
http://www.ajlopez.com
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