المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Modular Arithmetic  
  
1104   01:48 صباحاً   date: 5-2-2016
Author : W.D. Wallis
Book or Source : Mathematics in the Real World
Page and Part : 162-163


Read More
Date: 5-2-2016 737
Date: 5-2-2016 1105
Date: 5-2-2016 687

Suppose you look at a clock and want to know, “what time will it be in five hours?” If it is currently 10 o’clock, you don’t say “15 o’clock,” you say “3 o’clock.” You might say “AM” or “PM,” but that is extra information, not shown on a standard clockface. In the same way, 44 h from now it will be 6 o’clock;  what day, and whether it will be morning or evening, is not given by clockface arithmetic.

What you do when interpreting a clock is to subtract multiples of 12 when necessary. In fact, all you are concerned with is the remainder after division by 12. For example, 10+44 = 54 = 4×12+6; we ignore the 12s and say “6 o’clock.”

Another way of expressing clockface arithmetic is to say calculations are carried out modulo 12, and we might write

                           44+10 = 6(mod 12).

In order to distinguish between modular arithmetic and ordinary arithmetic, it is usual to write this as 44+10 ≡ 6(mod 12), although most people still say “equals.”

The number 12 is called the base or the modulus. We usually express the answer to a modulo 12 problem as one of the numbers in the standard range 0,1,2,...,11,  although we could equally well write 12 instead of 0. (In the particular case of telling the time, we say “12 o’clock,” not “0 o’clock.”)

Another method of telling time is the military, or 24-h clock. This indicates the difference between morning and evening, and is in fact a modulo 24 arithmetic. (In the military clock we say “00:30 h,” not “24:30 h.”)

In the preceding chapter we used binary arithmetic, the arithmetic of even andodd. It is about remainders modulo 2. In that case the addition table is

inary arithmetic comes up in many electrical applications. As an example, think about turning a light on or off. On many lamps, there is a knob that you twist clockwise. If the light is on, twisting the knob changes it to “off.” Similarly twisting from “off” gives “on.” If 1 means “on” and 0 means “off,” and if the process of turning the knob is interpreted as “add 1” (which makes sense if you think of the lamp being off originally), you have

                                                      0+1 = 1, 1+1 = 0,

which is precisely arithmetic modulo 2. The Venn diagram encoding method could be expressed as follows: “the entries E, F, and G are chosen so that the sum of entries in each circle is 0 (modulo 2).”

Additive ciphers use arithmetic modulo 26 (provided the language uses the English alphabet). The Caesar cipher could be expressed as “add 3 modulo 26,” and decoding is “subtract 3 modulo 26,” where the letters are interpreted as numbers  (A = 1, B = 2, and so on up to Z = 26).

This sort of modular arithmetic can be carried out with any integer as modulus.

We can do addition, multiplication, raising to powers, or any arithmetical operation.

For example, in arithmetic modulo 5, the calculation “33 + 2” is carried out as follows. 33 = 27 and 27 + 2 = 29. Now 29 ≡ 4(mod 5) (this process of getting rid of 5s and coming down to a number in the standard range is called reducing modulo the base). So the answer is 4. Notice that you can reduce at any stage: the above calculation could have gone 33 = 27 ≡ 2(mod 5),2+2 = 4.

Sample Problem 1.1 Solve the equation x2 ≡ 1(mod 5).

Solution. The easiest technique in this case is to test all the possibilities in the standard range: there are only five of them. We find 02 = 0, 12 = 1, 22 = 4,  32 = 9 ≡ 4, and 42 = 16 ≡ 1. So the answer is “x = 1 or 4.”

One well-known application of modular arithmetic is deciding whether a number is divisible by 9. When we write numbers in the usual way, we observe that 10 ≡ 1(mod 9), 100 ≡ 1(mod 9), 1000 ≡ 1(mod 9), and so on. Moreover, 200 ≡ 2(mod 9), 300 ≡ 3(mod 9), and so on. We can use this to calculate the remainder on division by 9: for example,  3,182 = 3,000+100+80+2≡ 3+1+8+2≡ 14 ≡ 1+4 = 5(mod 9).

So 3,182 leaves remainder 5 on division by 9. We simply add the digits.

 

 

 




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.