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jueves, 16 de enero de 2014

Una curiosa propiedad de los determinantes

En esta entrada las letras a,b,c\ldots designarán cifras de un sistema posicional en base \beta\geq2, y [abc] será el número que en esa base tiene dichas cifras:
[abc]=a\beta^2+b\beta+c

Dicho esto, y fijada la base \beta de numeración, enunciamos el siguiente teorema:

Teorema: El máximo común divisor \delta de los números [abc], [def] y [ghi] divide al determinante
\Delta=\left|\begin{array}{ccc} a&b&c\\d&e&f\\g&h&i\end{array}\right|

Demostración:
En efecto: sean C_1, C_2 y C_3 las columnas de la matriz. Realizamos las siguientes transformaciones elementales:

  1. A la tercera columna le sumamos \beta^2C_1
  2. A la tercera columna le sumamos \beta C_2
Con esto, queda que:

\Delta=\left|\begin{array}{ccc} a&b&[abc]\\d&e&[def]\\g&h&[ghi]\end{array}\right|

Como los tres términos de la tercera columna son divisibles por \delta, también lo es \Delta.

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