BAB 4. TEOREMA FERMAT DAN WILSON

dokumen-dokumen yang mirip
BAB 4. TEOREMA FERMAT DAN WILSON

BAB 4. TEOREMA FERMAT DAN WILSON

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pada bab ini akan dibahas konsep-konsep yang mendasari konsep representasi

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB 2 LANDASAN TEORI

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pada bagian ini diterangkan materi yang berkaitan dengan penelitian, diantaranya konsep

Matematika Diskrit. Reza Pulungan. March 31, Jurusan Ilmu Komputer Universitas Gadjah Mada Yogyakarta

LANDASAN TEORI. bilangan coprima, bilangan kuadrat sempurna (perfect square), kuadrat bebas

Disajikan pada Pelatihan TOT untuk guru-guru SMA di Kabupaten Bantul

Metoda Pembuktian: Induksi Matematika

Materi Pembinaan Olimpiade SMA I MAGELANG TEORI BILANGAN

Teori Bilangan (Number Theory)

II. TINJAUAN PUSTAKA. bilangan yang mendukung proses penelitian. Dalam penyelesaian bilangan

BAB II KETERBAGIAN. 1. Mahasiswa bisa memahami pengertian keterbagian. 2. Mahasiswa bisa mengidentifikasi bilangan prima

3 TEORI KONGRUENSI. Contoh 3.1. Misalkan hari ini adalah Sabtu, hari apa setelah 100 hari dari sekarang?

R. Rosnawati Jurusan Pendidikan Matematika FMIPA UNY

BAB I NOTASI, KONJEKTUR, DAN PRINSIP

BAB III PENGEMBANGAN TEOREMA DAN PERANCANGAN PROGRAM

BAB I INDUKSI MATEMATIKA

MENENTUKAN PRIMALITAS SEMUA BILANGAN YANG TERDAPAT PADA SELANG TERTENTU SECARA BRUTE FORCE

2 BILANGAN PRIMA. 2.1 Teorema Fundamental Aritmatika

METODE SOLOVAY-STRASSEN UNTUK PENGUJIAN BILANGAN PRIMA

TEORI BILANGAN. Bilangan Bulat Bilangan bulat adalah bilangan yang tidak mempunyai pecahan desimal, misalnya 8, 21, 8765, -34, 0.

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pada bab ini akan diberikan konsep dasar (pengertian) tentang bilangan sempurna,

Pengantar Teori Bilangan

TINJAUAN PUSTAKA. Pada bab ini akan diberikan beberapa definisi teori pendukung dalam proses

METODA PEMBUKTIAN DALAM MATEMATIKA

Pemfaktoran prima (2)

APOTEMA: Jurnal Pendidikan Matematika. Volume 2, Nomor 2 Juli 2016 p ISSN BILANGAN SEMPURNA GENAP DAN KEPRIMAAN BI LANGAN MERSENNE

n suku Jadi himpunan bilangan asli dapat disajikan secara eksplisit N = { 1, 2, 3, }. Himpunan bilangan bulat Z didenisikan sebagai

BAB 2 LANDASAN TEORI. Universitas Sumatera Utara

BAHAN AJAR TEORI BILANGAN. DOSEN PENGAMPU RINA AGUSTINA, S. Pd., M. Pd. NIDN

Nama Mata Kuliah : Teori Bilangan Kode Mata Kuliah/SKS : MAT- / 2 SKS

Teori bilangan. Nama Mata Kuliah : Teori bilangan Kode Mata Kuliah/SKS : MAT- / 2 sks. Deskripsi Mata Kuliah. Tujuan Perkuliahan.

Pengantar Teori Bilangan. Kuliah 10

Jurnal Apotema Vol.2 No. 2 62

METODA PEMBUKTIAN DALAM MATEMATIKA

MAKALAH KRIPTOGRAFI CHINESE REMAINDER

TEORI BILANGAN (3 SKS)

Bilangan Prima dan Teorema Fundamental Aritmatika

DAFTAR ISI 3 TEORI KONGRUENSI 39 4 TEOREMA FERMAT DAN WILSON 40

Lembar Kerja Mahasiswa 1: Teori Bilangan

LEMBAR AKTIVITAS SISWA BENTUK PANGKAT (EKSPONEN)

Manusia itu seperti pensil Pensil setiap hari diraut sehingga yang tersisa tinggal catatan yang dituliskannya. Manusia setiap hari diraut oleh rautan

1.6 RULES OF INFERENCE

Induksi Matematika. Fitriyanti Mayasari

PENGKONSTRUKSIAN BILANGAN TIDAK KONGRUEN

Nama Mata Kuliah : Teori Bilangan Kode Mata Kuliah/SKS : MAT- / 2 SKS

Uji Keprimaan Probalistik Solovay-Strassen dan Rabin-Miller

PENGUJIAN BILANGAN CARMICHAEL. (Skripsi) Oleh SELMA CHYNTIA SULAIMAN

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pada bab ini akan diberikan konsep dasar (pengertian) tentang bilangan sempurna,

DIKTAT KULIAH (2 sks) MX 127 Teori Bilangan

TEORI BILANGAN Setelah mempelajari modul ini diharapakan kamu bisa :

MODUL PERSIAPAN OLIMPIADE. Oleh: MUSTHOFA

KEKONVERGENAN DERET RECIPROCALS PRIMA YANG BERHUBUNGAN DENGAN BILANGAN FERMAT ABSTRACT

1.6 RULES OF INFERENCE

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

1 TEORI KETERBAGIAN. Jadi himpunan bilangan asli dapat disajikan secara eksplisit N = { 1, 2, 3, }. Himpunan bilangan bulat Z didenisikan sebagai

PERSAMAAN KUADRAT. Persamaan. Sistem Persamaan Linear

HASIL DAN PEMBAHASAN. Algoritma Modular Exponentiation mempunyai kompleksitas sebesar O((lg n) 3 ) (Menezes et al. 1996).

BAB I TEORI KETERBAGIAN DALAM BILANGAN BULAT

Bab 2 Daerah Euclid. 2.1 Struktur Daerah Euclid

PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI UJI PRIMALITAS BERDASARKAN TEOREMA POCKLINGTON

BAHAN AJAR TEORI BILANGAN

Contents. List of Tables. List of Figures. 1 Mathematics Proof Method Metode Pembuktian Matematis Direct Proof Bukti Langsung...

Pengantar Teori Bilangan

TIF APPLIED MATH 1 (MATEMATIKA TERAPAN 1) Week 3 SET THEORY (Continued)

BAB V BILANGAN BULAT

AKAR-AKAR POLINOMIAL SEPARABLE SEBAGAI PEMBENTUK PERLUASAN NORMAL PADA RING MODULO

2.1 Bilangan prima dan faktorisasi prima

Pengantar Teori Bilangan. Kuliah 4

STUDI SEJARAH DAN PERKEMBANGAN BILANGAN PRIMA

Strategi Pembuktian. Finding proofs can be a challenging business

Yurnalis 1. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

BILANGAN. Bilangan Satu Bilangan Prima Bilangan Komposit. Bilangan Asli

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

PARTISI BILANGAN p(5n + 4), p(7n + 5) DAN p(11n + 6) SECARA BERTURUT-TURUT KONGRUEN MODULO 5, 7 DAN 11 ABSTRACT

FAST EXPONENTIATION. 1. Konsep Modulo 2. Perpangkatan Cepat

BAB II LANDASAN TEORI

Analisis dan Implementasi Serangan Kunci secara Konkuren pada Algoritma RSA

OLIMPIADE MATEMATIKA TINGKAT SEKOLAH MENENGAH ATAS MATERI : TEORI BILANGAN

BAHAN AJAR TEORI BILANGAN

PERKONGRUENAN POLINOMIAL MODULO m

Bab 2: Kriptografi. Landasan Matematika. Fungsi

BAB II LANDASAN TEORI. yang mendasari pembahasan pada bab-bab berikutnya. Beberapa definisi yang

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Membangkitkan Bilangan Prima Mersenne di atas 512 Digit Menggunakan Kombinasi Eratosthenes dan Fermat Little Theorem Untuk Pendukung Kunci Publik RSA

II. LANDASAN TEORI. Secara umum, apabila α bilangan bulat dan b bilangan bulat positif, maka ada

II. TINJAUAN PUSTAKA. terkait dengan pokok bahasan. Berikut ini diberikan pengertian-pengertian dasar

PERANGKAT PEMBELAJARAN

Contoh-contoh soal induksi matematika

Diktat Kuliah. Oleh:

BILANGAN DAN KETERBAGIAN BILANGAN BULAT

HAPUS SALAH SATU BILANGAN DAN BERIKAN ALASAN, KENAPA BILANGAN ITU ANDA HAPUS.

FUNGSI-FUNGSI PADA TEORI BILANGAN DAN APLIKASINYA PADA PERHITUNGAN KALENDER. Sangadji *

SOAL 1. Diketahui bangun persegi panjang berukuran 4 6 dengan beberapa ruas garis, seperti pada gambar.

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN

Kegunaan Chinese Remainder Theorem dalam Mempercepat dan Meningkatkan Efisiensi Peforma Sistem Kriptografi RSA

PERSAMAAN DIOPHANTINE KUADRATIK QUADRATIC DIOPHANTINE EQUATION. Orgenes Tonga

Transkripsi:

BAB 4. TEOREMA FERMAT DAN WILSON 1 Program Studi Pendidikan Matematika Universitas Muhammadiyah, Ponorogo June 24, 2012

Metoda Faktorisasi Fermat (1643) Biasanya pemfaktoran n melalui tester, yaitu faktor prima yang tidak melebihi n. Diasumsikan n bulat ganjil. Metoda Fermat didasarkan pada ide penemuan bilangan bulat x dan y sehingga n = x 2 y 2. Karena dapat ditulis n = (x + y)(x y) maka (x + y) dan (x y) adalah faktor-faktor dari n. Sebaliknya bila n = ab, a b 1, maka dapat ditulis ( ) a + 2 ( ) b a 2 b n =. 2 2 Karena n ganjil maka a dan b harus ganjil (mengapa?), oleh karena itu a+b dan a b taknegatif. 2 2 Bilangan bulat dapat difaktorkan bhb ia dapat disajikan sebagai selisih kuadrat bil taknegatif

Algoritma 1 Tulis x 2 n = y 2 2 Tentukan k bilangan bulat pertama dimana k 2 n 3 Urutkan bilangan berikut Example k 2 n, (k + 1) 2 n, (k + 2) 2 n, (k + 3) 2 n, hingga langkah ke m sehingga (k + m) 2 n adalah bilangan kuadrat. Faktorkan bilangan n = 119143. Penyelesaian. Menentukan k sehingga k 2 119143. Cek! 345 2 = 119025, 346 2 = 119716. Ambil k = 346. Urutkan bilangan (k + m) 2 n,m = 0,1,2,. Hasilnya sebagai berikut:

Algoritma (lanjutan...) 346 2 n = 573 347 2 n = 1266 348 2 n = 1961 349 2 n = 2658 350 2 n = 3375 351 2 n = 4058 352 2 n = 4761 Ternyata sampai pada m = 6 sudah menghasilkan bil kuadrat yaitu (346 + 6) 2 119143 = 4761 = 69 2. Diperoleh x = 352,y = 69. Faktorisasi yang diperoleh adalah 119143 = (x + y)(x y) = (352 + 69)(352 69) = 421 283.

Ciri bilangan kuadrat: Angka terakhirnya kemungkinannya 0,1,4,5,6 dan 9 (mengapa?) Dua angka terakhirnya ada 22 kemungkinan, temukan angka berapa saja! Petunjuk: Gunakan modulo 10 untuk mendeteksi kemungkinan 1 angka terakhir, dan modulo 100 untuk 2 angka terakhir. Latihan 1: Faktorkan bilangan 2027651281dengan metoda Fermat! Lengkapi keterangan setiap langkahnya! Metoda faktorisasi Fermat akan sangat efektif jika selisih magnitud kedua faktornya kecil. Example Faktorkan bilangan n = 23449. Mulailah dengan k = 154 maka hanya dibutuhkan 2 langkah, diperoleh faktorisasi yang dimaksud adalah 23449 = 179 131.

Generalisasi metoda faktorisasi Fermat Pada metoda sebelumnya, bilangan bulat x dan y memenuhi n = x 2 y 2. Sekarang x dan y lebih umum, yaitu cukup memenuhi x 2 y 2 (mod n). Misalkan d = gcd(x y,n) atau d = gcd(x + y,n), maka d n. Permasalahannya, apakah d faktor sejati, yaitu 1 < d < n? Dengan asumsi n = pq, p,q prima dengan p < q maka kemungkinan d adalah 1,p,q atau pq. x 2 y 2 (mod n) pq (x y)(x + y) Lemma Euclid p dan q membagi salah satu faktornya. Bila yang terjadi adalah p (x y) dan q (x y) pq (x y) x y(mod n), atau p (x + y) dan q (x + y) pq (x + y) x y(mod n). Situasi dimana x ±y(mod n) dikesampingkan. Jadi, d adalah salah satu p atau q.

Example Kita ingin memfaktorkan n = 2189 dengan memperoleh 579 2 18 2 (mod 2189). Hitung gcd masing-masing, yaitu gcd(579 18,2189) = gcd(561,2189) = 11 gcd(579 + 18,2189) = gcd(597,2189) = 199 maka diperoleh 2189 = 11 199. Bagaimana mendapatkan 579 2 18 2 (mod 2189)? Jelaskan langkah-langkahnya?

Metoda Kraitchik (1920) Idenya adalah mencari bilangan x 1,x 2,,x k sehingga (x 1 n) (x k n) bil kuadrat, katakan y 2. Akibatnya dapat ditulis (x 1 x k ) 2 y 2 (mod n). Ini menghasilkan faktor taksejati n seperti sebelumnya. Example Kita akan memfaktorkan n = 12499. Inspeksi awal 112 2 = 12544. Dimulai dari k = 112. Tidak diurutkan seperti metoda Fermat, tetapi cukup 112 2 n = 45 112 2 3 2 5(mod 12499) 117 2 n = 1190 117 2 2 5 7 17(mod 12499) 121 2 n = 2142 121 2 2 3 2 7 17(mod 12499) Kita kalikan hasil-hasil ini diperoleh (112 2 117 2 121 2 ) (2 3 2 5 7 17) 2 (mod 124999) 1585584 10710(mod 12499) gagal?

Example (lanjutan) Ambil kemungkinan lain, mis 113 2 2 5 3 3 (mod 12499) 127 2 2 3 5 11 2 (mod 12499) maka diperoleh (113 127) 2 (2 3 2 5 11) 2 (mod 12499) 1852 2 990 2 (mod 12499). Karena 1852 ±990(mod 12499) maka kita berhasil. Hitung gcd masing-masing seperti sebelumnya diperoleh faktorisasi 12499 = 29 431.

Teorema Litle Fermat Theorem Misalkan p prima dan andaikan p a maka a p 1 1(mod p). Ilustrasi: p = 3 maka untuk a = 5 berlaku 5 3 1 1(mod 3), tetapi untuk a = 6 tidak berlaku bahwa 6 3 1 = 36 1(mod 3). Proof. Kumpulkan p 1 kelipatan pertama a, yaitu V = {a,2a,3a,,(p 1)a}. Diperoleh fakta Tidak ada anggota V yang kongruen satu sama lainnya (mengapa?) Tidak ada anggota V yang kongruen dengan nol (mengapa?) Maka setiap anggota V pasti kongruen modulo p terhadap salah satu 1,2,,p 1. Kalikan semua kongruensi ini diperoleh a 2a 3a (p 1)a 1 2 3 (p 1)(mod p) a p 1 (p 1)! (p 1)!(mod p) a p 1 1(mod p) (Why?).

Akibat Teorema Fermat Corollary Bila p prima maka a p a(mod p)untuk sebarang bil bulat a. Proof. Ada 2 kemungkinan: bila p a maka pernyataan otomatis berlaku. Bila p a maka mk dg Teorema Fermat diperoleh a p 1 1(mod p). Kalikan kedua ruas dengan a, Akibat ini terbukti. Example Kita akan membuktikan 5 38 4(mod 11). Ambil p = 11, a = 5 5 11 5 10 1(mod 11). Dengan fakta 5 2 3(mod 11) maka diperoleh 5 38 = 5 10 3+8 = (5 10 ) 3 (5 2 ) 4 1 3 4 (mod 11) 4(mod 11).

Uji Primalitas dengan Teorema Fermat Bila kongruensi a n a(mod n) tidak berlaku untuk suatu a maka dipastikan n komposit. Example Misalkan n = 117. Ambil a = 2. Tulis 2 117 = ( 2 7) 16 2 5. Karena 2 7 = 128 11(mod 117) maka berlaku 2 117 11 16 2 5 (121) 8 2 5 4 8 2 5 2 21 (mod 117). Tetapi 2 21 = ( 2 7)3 11 3 = 121 11 4 11 44(mod 117). Akhirnya diperoleh 2 117 44 2(mod 117). Jadi disimpulkan 117 komposit, faktanya 117 = 9 13.

The Wilson Theorem Historical notes: Announced in 1770 by Edward Waring (1741-1793), conjecture by John Wilson (his former student), proved by Lagrange in 1771. Theorem p prime (p 1)! 1(mod p), or written as p (p 1)! + 1. Proof. Cases p = 2 and p = 3 as being evident. For p > 3, dene set E = {1,2,,p 1}. For any a E, the congruence ax 1(mod p) always has a unique solution a (why?). Since a solution then 1 a p 1 and aa 1(mod p). The following statement holds For aa 1(mod p): a = 1 or a = p 1 a = a. (why?)

Proof (cont...) Equivalently, for aa 1(mod p): a 1 and a p 1 a a. Deleting these elements from E, dene E 1 = {2,3,,p 2} consist of p 3 elements, an even integer (why?). There are p 3 2 pairs (a,a ) where a,a E 1 and a a such that aa 1(mod p). Multiply together and rearrange the factors, we obtain 2 3 4 (p 2) 1(modp). (why???) Finally, multiply both sides by p 1, theorem is proved. (why??) Convers of Wilson's theorem also holds: Theorem (n 1)! 1(mod n) n prime. Proof. Supposed n composite, n has a factor d where 2 d n 1. It must be satised d (n 1)!. On the other hand, n (n 1)! + 1. It implies d (n 1)! + 1 (why???). Since d (n 1)! + 1 and d (n 1) then it neccesary d 1 (why???). The last statement is contra.

Primality test using the Wilson's theorem is more theoretical than practical, because as n increases, (n 1)! rapidly becomes unmanageable in size. Example Take p = 13 and E 1 = {2,3,,11}, then we have p 3 2 = 5 pairing of numbers where each product is congruent to 1 modulo 13, i.e. 2 7 1(mod 13), 3 9 1(mod 13), 4 10 1(mod 13), 5 8 1(mod 13), 6 11 1(mod 13). Finally, it holds 11! 1(mod 13).

Application of Wilson Theorem Quadratic Congruences: ax 2 + bx + c 0(mod n), where a 0(mod n). Theorem x 2 + 1 0(mod p), p odd prime has solution p 1(mod 4).