1 Keterurutan Baik dan Pembagian

1.1 Prinsip Keterurutan Baik dan Induksi Matematika

Dalam bab ini, kita menyajikan tiga alat dasar yang akan sering digunakan untuk membuktikan sifat-sifat bilangan bulat. Kita mulai dengan sebuah sifat bilangan bulat yang sangat penting, yaitu prinsip keterurutan baik. Selanjutnya, kita menyatakan apa yang dikenal sebagai prinsip sarang merpati, lalu memperkenalkan metode penting yang disebut induksi matematika.

1.1.1 Prinsip Keterurutan Baik

Definisi 1.1. Diberikan suatu himpunan bilangan SS (dari jenis apa pun), kita mengatakan bahwa ℓ∈S\ell\in S adalah elemen terkecil dari SS jika ∀x∈S\forall x\in S, berlaku x=ℓx=\ell atau ℓ<x\ell<x.

Prinsip Keterurutan Baik 1.1. Setiap himpunan bilangan asli yang tidak kosong memiliki elemen terkecil.

Prinsip ini sering diambil sebagai sebuah aksioma.

1.1.2 Prinsip Sarang Merpati

Teorema 1.2. Prinsip Sarang Merpati: Misalkan s,k∈ℕs,k\in{\mathbb N} memenuhi s>ks>k. Jika ss objek ditempatkan ke dalam kk kotak, maka sekurang-kurangnya satu kotak memuat lebih dari satu objek.

Bukti. Andaikan setiap kotak memuat paling banyak satu objek. Maka terdapat paling banyak kk objek, padahal terdapat ss objek dengan s>ks>k. ◻

1.1.3 Prinsip Induksi Matematika

Sekarang kita menyajikan sebuah alat berharga untuk membuktikan hasil-hasil mengenai bilangan bulat. Alat ini adalah prinsip induksi matematika.

Teorema 1.3. Prinsip Pertama Induksi Matematika: Misalkan S⊂ℕS\subset{\mathbb N} adalah himpunan yang memenuhi kedua sifat berikut:

  1. 1∈S1\in S; dan

  2. ∀k∈ℕ,k∈S⇒k+1∈S\forall k\in{\mathbb N},\ k\in S\Rightarrow k+1\in S.

Maka S=ℕS={\mathbb N}.
Secara lebih umum, misalkan 𝒫(n){\mathcal P}(n) adalah suatu sifat bilangan asli yang mungkin benar atau mungkin tidak benar untuk suatu n∈ℕn\in{\mathbb N} tertentu, dan memenuhi

  1. 𝒫(1){\mathcal P}(1) benar; dan

  2. ∀k∈ℕ,𝒫(k)⇒𝒫(k+1)\forall k\in{\mathbb N},\ {\mathcal P}(k)\Rightarrow{\mathcal P}(k+1)

maka ∀n∈ℕ,𝒫(n)\forall n\in{\mathbb N}, {\mathcal P}(n) benar.

Bukti. Kita menggunakan prinsip keterurutan baik untuk membuktikan prinsip pertama induksi matematika ini.

Misalkan SS adalah himpunan pada bagian pertama teorema dan TT adalah himpunan bilangan asli yang tidak termasuk dalam SS. Kita akan menggunakan bukti dengan kontradiksi, jadi andaikan TT tidak kosong.

Menurut prinsip keterurutan baik, TT memiliki elemen terkecil ℓ\ell.

Perhatikan bahwa 1∈S1\in S, sehingga 1∉T1\notin T dan akibatnya ℓ>1\ell>1. Jadi, ℓ−1\ell-1 adalah bilangan asli. Karena ℓ\ell merupakan elemen terkecil dari TT, maka ℓ−1\ell-1 tidak berada di TT; oleh karena itu, bilangan tersebut berada di SS.

Namun, berdasarkan sifat yang mendefinisikan SS, karena ℓ−1∈S\ell-1\in S, kita memperoleh ℓ=ℓ−1+1∈S\ell=\ell-1+1\in S. Hal ini bertentangan dengan fakta bahwa ℓ\ell adalah elemen terkecil dari TT, sehingga berada di TT dan tidak berada di SS.

Kontradiksi ini menunjukkan bahwa anggapan bahwa TT tidak kosong adalah salah; dengan demikian, S=ℕS={\mathbb N}.

Untuk bagian kedua teorema, ambil S={n∈ℕ∣𝒫(n) benar}S=\{n\in{\mathbb N}\mid{\mathcal P}(n)\text{ benar}\}, lalu terapkan bagian pertama. ◻

Contoh 1.4. Kita menggunakan induksi matematika untuk menunjukkan bahwa ∀n∈ℕ\forall n\in \mathbb{N}, ∑j=1nj=n(n+1)2.\begin{equation} \sum_{j=1}^nj=\frac{n(n+1)}{2}. \end{equation} Pertama, perhatikan bahwa ∑j=11j=1=1⋅22\begin{equation*} \sum_{j=1}^1j=1=\frac{1\cdot 2}{2} \end{equation*} sehingga pernyataan tersebut benar untuk n=1n=1. Untuk langkah induksi selanjutnya, andaikan rumus itu berlaku bagi suatu n∈ℕn\in{\mathbb N} tertentu, yaitu ∑j=1nj=n(n+1)2\sum_{j=1}^nj=\frac{n(n+1)}{2}. Kita tunjukkan bahwa ∑j=1n+1j=(n+1)(n+2)2.\begin{equation*} \sum_{j=1}^{n+1}j=\frac{(n+1)(n+2)}{2}. \end{equation*} Dengan demikian, bukti induksi akan lengkap. Memang, ∑j=1n+1j=∑j=1nj+(n+1)=n(n+1)2+(n+1)=(n+1)(n+2)2,\begin{equation*} \sum_{j=1}^{n+1}j=\sum_{j=1}^nj+(n+1)=\frac{n(n+1)}{2}+(n+1)=\frac{(n+1)(n+2)}{2}, \end{equation*} dan hasil yang diinginkan pun diperoleh.

Contoh 1.5. Sekarang kita menggunakan induksi matematika untuk membuktikan bahwa n!≤nnn!\leq n^n untuk setiap n∈ℕn\in{\mathbb N}.

Perhatikan bahwa 1!=1≤11=11!=1\leq 1^1=1. Selanjutnya, kita menyajikan langkah induksi. Andaikan n!≤nn\begin{equation*} n!\leq n^n \end{equation*} untuk suatu n∈ℕn\in{\mathbb N}. Kita buktikan bahwa (n+1)!≤(n+1)n+1(n+1)!\leq (n+1)^{n+1}. Perhatikan bahwa (n+1)!=(n+1)n!≤(n+1)⋅nn<(n+1)(n+1)n=(n+1)n+1.\begin{equation*} (n+1)!=(n+1)n!\leq (n+1)\cdot n^n<(n+1)(n+1)^{n}=(n+1)^{n+1}. \end{equation*} Ini melengkapi bukti.

Teorema 1.6. Prinsip Kedua Induksi Matematika:

Misalkan S⊂ℕS\subset{\mathbb N} adalah himpunan yang memenuhi kedua sifat berikut:

  1. 1∈S1\in S; dan

  2. ∀k∈ℕ,1,…,k∈S⇒k+1∈S\forall k\in{\mathbb N},\ 1,\dots,k\in S\Rightarrow k+1\in S.

Maka S=ℕS={\mathbb N}.
Secara lebih umum, misalkan 𝒫(n){\mathcal P}(n) adalah suatu sifat bilangan asli yang mungkin benar atau mungkin tidak benar untuk suatu n∈ℕn\in{\mathbb N} tertentu, dan memenuhi

  1. 𝒫(1){\mathcal P}(1) benar; dan

  2. ∀k∈ℕ,\forall k\in{\mathbb N}, jika 𝒫(1),…,𝒫(k){\mathcal P}(1),\dots,{\mathcal P}(k) semuanya benar, maka 𝒫(k+1){\mathcal P}(k+1) juga benar,

maka ∀n∈ℕ,𝒫(n)\forall n\in{\mathbb N}, {\mathcal P}(n) benar.

Bukti. Untuk membuktikan prinsip kedua induksi, kita menggunakan prinsip pertama induksi.

Misalkan SS adalah himpunan bilangan bulat seperti pada bagian pertama teorema. Untuk n∈ℕn\in{\mathbb N}, misalkan 𝒫(n){\mathcal P}(n) adalah sifat matematika “1,…,n∈S1,\dots,n\in S”. Kita dapat menerapkan Prinsip Pertama Induksi Matematika untuk membuktikan bahwa ∀n∈ℕ𝒫(n)\forall n\in{\mathbb N}\ {\mathcal P}(n) benar, yang berarti S=ℕS={\mathbb N}. [Rinciannya diserahkan kepada pembaca.]

Bagian kedua teorema mengikuti bagian pertama dengan cara yang persis sama seperti bagian kedua Prinsip Pertama Induksi Matematika mengikuti bagian pertamanya. ◻

Latihan untuk §1.1

Latihan 1.1. Buktikan dengan induksi matematika bahwa n<3nn<3^n untuk setiap bilangan bulat positif nn.

Latihan 1.2. Tunjukkan bahwa ∑j=1nj2=n(n+1)(2n+1)6\sum_{j=1}^nj^2=\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}.

Latihan 1.3. Gunakan induksi matematika untuk membuktikan bahwa
∑j=1n(−1)j−1j2=(−1)n−1n(n+1)/2\sum_{j=1}^n(-1)^{j-1}j^2=(-1)^{n-1}n(n+1)/2.

Latihan 1.4. Gunakan induksi matematika untuk membuktikan bahwa ∑j=1nj3=[n(n+1)/2]2\sum_{j=1}^nj^3=[n(n+1)/2]^2 untuk setiap bilangan bulat positif nn.

Latihan 1.5. Gunakan induksi matematika untuk membuktikan bahwa ∑j=1n(2j−1)=n2\sum_{j=1}^n(2j-1)=n^2.

Latihan 1.6. Gunakan induksi matematika untuk membuktikan bahwa 2n<n!2^n<n! untuk n≥4n\geq 4.

Latihan 1.7. Gunakan induksi matematika untuk membuktikan bahwa n2<n!n^2<n! untuk n≥4n\geq 4.

1.2 Operasi Aljabar pada Bilangan Bulat

Pada ℤ{\mathbb Z}, himpunan bilangan bulat, terdapat dua operasi biner dasar, yaitu penjumlahan (dinotasikan dengan ++) dan perkalian (dinotasikan dengan ⋅\cdot). Kedua operasi ini memenuhi sifat-sifat yang sudah dikenal berikut:

  1. Komutativitas penjumlahan dan perkalian ∀a,b∈ℤ:a+b=b+aa⋅b=b⋅a\begin{align*} \forall a,b\in{\mathbb Z}:\quad a+b&=b+a\\ a\cdot b&=b\cdot a \end{align*}

  2. Asosiativitas penjumlahan dan perkalian ∀a,b,c∈ℤ:(a+b)+c=a+(b+c)(a⋅b)⋅c=a⋅(b⋅c)\begin{align*} \forall a,b,c\in{\mathbb Z}:\quad (a+b)+c&=a+(b+c)\\ (a\cdot b)\cdot c&= a\cdot (b\cdot c) \end{align*}

  3. Distributivitas perkalian terhadap penjumlahan ∀a,b,c∈ℤ:a⋅(b+c)=a⋅b+a⋅c.\forall a,b,c\in{\mathbb Z}:\quad a\cdot (b+c)=a\cdot b+a\cdot c.\

Di dalam himpunan ℤ{\mathbb Z} terdapat elemen identitas untuk kedua operasi ++ dan ⋅\cdot, masing-masing yaitu elemen 00 dan 11. Elemen-elemen ini memenuhi sifat dasar ∀a∈ℤ:a+0=0+a=aa⋅1=1⋅a=a.\begin{align*} \forall a\in{\mathbb Z}:\quad a + 0 &= 0+a = a\\ a\cdot 1 &= 1\cdot a = a\ . \end{align*}

Setiap elemen dalam himpunan ℤ{\mathbb Z} mempunyai invers aditif. Artinya, untuk setiap a∈ℤa\in{\mathbb Z} terdapat bilangan bulat lain dalam ℤ{\mathbb Z}, yang dinotasikan dengan −a-a, sedemikian sehingga a+(−a)=0.\begin{equation} a+(-a)=0. \end{equation} Untuk perkalian, bilangan bulat yang mempunyai invers multiplikatif hanyalah 11 dan −1-1. Untuk kedua bilangan tersebut, invers multiplikatif yang dinotasikan dengan a−1a^{-1} atau 1/a1/a sama dengan aa itu sendiri, sehingga a⋅a−1=1.\begin{equation} a\cdot a^{-1}=1. \end{equation}

Dari operasi penjumlahan dan perkalian, kita dapat mendefinisikan dua operasi lain pada ℤ{\mathbb Z}, yaitu pengurangan (dinotasikan dengan −-) dan pembagian (dinotasikan dengan //). Pengurangan merupakan operasi biner pada ℤ{\mathbb Z}, yakni didefinisikan untuk setiap pasangan bilangan bulat dalam ℤ{\mathbb Z}. Sebaliknya, pembagian bukan operasi biner pada ℤ{\mathbb Z} sehingga hanya didefinisikan untuk pasangan bilangan bulat tertentu. Pengurangan dan pembagian didefinisikan sebagai berikut:

  1. ∀a,b∈ℤ\forall a,b\in{\mathbb Z}, a−ba-b didefinisikan sebagai a+(−b)a+(-b).

  2. Diberikan a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} dengan b≠0b\neq 0. Jika ∃c∈ℤ\exists c\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga a=b⋅ca=b\cdot c, maka a/ba/b didefinisikan sebagai cc.

1.3 Keterbagian dan Algoritma Pembagian

Sekarang kita membahas konsep keterbagian beserta sifat-sifatnya.

1.3.1 Keterbagian Bilangan Bulat

Definisi 1.7. Jika aa dan bb adalah bilangan bulat dengan a≠0a\neq 0, kita mengatakan bahwa aa membagi bb dan menulis a∣ba\mid b apabila terdapat bilangan bulat kk sedemikian sehingga b=kab=ka. Dengan kata lain, untuk a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} dengan a≠0a\neq 0, kita menulis a∣ba\mid b apabila ∃k∈ℤ\exists k\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga b=kab=ka.

Jika aa membagi bb, kita juga mengatakan bahwa aa adalah faktor [atau pembagi] dari bb, dan bahwa bb adalah kelipatan dari aa. Jika aa tidak membagi bb, kita menulis a∤ba\nmid b.

Contoh 1.8. Sebagai contoh, 2∣42\mid 4 dan 7∣637\mid 63, sedangkan 5∤265\nmid 26.

Definisi 1.9. Untuk a∈ℤa\in{\mathbb Z}, kita mengatakan bahwa aa adalah bilangan genap jika 2∣a2\mid a, yaitu jika ∃k∈ℤ\exists k\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga a=2ka=2k. Sebaliknya, untuk a∈ℤa\in{\mathbb Z}, kita mengatakan bahwa aa adalah bilangan ganjil jika 2∤a2\nmid a.

Sebagai konsekuensi dari Algoritma Pembagian di bawah ini, jika aa ganjil maka ∃k∈ℤ\exists k\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga a=2k+1a=2k+1.

Proposisi 1.10. Untuk setiap a∈ℤ\{0}a\in{\mathbb Z}\setminus\{0\} berlaku a∣0a\mid 0.

Proposisi 1.11. Jika a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} memenuhi |b|<a|b|<a dan b≠0b\neq 0, maka a∤ba\nmid b.

Proposisi 1.12. Untuk a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} dengan a≠0a\neq 0, berlaku a∣b⇔a∣|b|a\mid b\Leftrightarrow a\mid|b|.

Teorema 1.13. Jika aa, bb, dan cc adalah bilangan bulat yang memenuhi a∣ba\mid b dan b∣cb\mid c, maka a∣ca\mid c.

Bukti. Karena a∣ba\mid b dan b∣cb\mid c, terdapat k1,k2∈ℤk_1,k_2\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga b=k1ab=k_1a dan c=k2bc=k_2b. Oleh karena itu, c=k1k2ac=k_1k_2a, sehingga a∣ca\mid c. ◻

Contoh 1.14. Karena 6∣186\mid 18 dan 18∣3618\mid 36, maka 6∣366\mid 36.

Teorema berikut menyatakan bahwa jika suatu bilangan bulat membagi dua bilangan bulat lain, bilangan tersebut juga membagi setiap kombinasi linear keduanya.

Teorema 1.15. Untuk setiap a,b,c,m,n∈ℤa,b,c,m,n\in{\mathbb Z}, jika c∣ac\mid a dan c∣bc\mid b, maka c∣(ma+nb)c\mid (ma+nb).

Bukti. Karena c∣ac\mid a dan c∣bc\mid b, terdapat k1,k2∈ℤk_1,k_2\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga a=k1ca=k_1c dan b=k2cb=k_2c. Dengan demikian, ma+nb=mk1c+nk2c=c(mk1+nk2),\begin{equation*} ma+nb=mk_1c+nk_2c=c(mk_1+nk_2), \end{equation*} dan karena itu c∣(ma+nb)c\mid (ma+nb). ◻

Teorema 1.15 dapat diperumum ke setiap kombinasi linear berhingga sebagai berikut. Jika n∈ℕ,a,b1,…,bn∈ℤ dan a∣b1,a∣b2,…,a∣bn,\begin{equation*} n\in{\mathbb N},\ a,b_1,\dots,b_n\in{\mathbb Z}\text{\ dan\ }a\mid b_1, a\mid b_2,\dots,a\mid b_n, \end{equation*} maka, untuk setiap k1,…,kn∈ℤk_1,\dots,k_n\in{\mathbb Z}, a∣∑j=1nkjbj\begin{equation} a\mid \sum_{j=1}^nk_jb_j \end{equation} Pembuktian perumuman ini dengan induksi merupakan latihan yang baik.

1.3.2 Algoritma Pembagian

Teorema 1.16. Algoritma Pembagian Diberikan a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} dengan b>0b>0, terdapat pasangan tunggal q,r∈ℤq,r\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga a=qb+ra=qb+r dan 0≤r<b0\leq r<b. Bilangan qq disebut hasil bagi, sedangkan rr disebut sisa pembagian aa oleh bb.

Bukti. Perhatikan himpunan A={a−bk∣k∈ℤ,a−bk≥0}A=\{a-bk\mid k\in{\mathbb Z},\ a-bk\geq 0\}. Himpunan AA tidak kosong karena untuk k<a/bk<a/b berlaku a−bk>0a-bk>0. Menurut prinsip keterurutan baik, AA memiliki elemen terkecil r=a−qbr=a-qb untuk suatu q∈ℤq\in{\mathbb Z}. Berdasarkan konstruksinya, r≥0r\geq 0. Sekarang, jika r≥br\geq b, maka (karena b>0b>0) r>r−b=a−qb−b=a−(q+1)b≥0.\begin{equation*} r>r-b=a-qb-b=a-(q+1)b\geq 0. \end{equation*} Hal ini menghasilkan kontradiksi karena rr diasumsikan sebagai elemen terkecil AA. Oleh karena itu, 0≤r<b0\leq r<b.

Selanjutnya kita tunjukkan bahwa qq dan rr tunggal. Misalkan a=q1b+r1a=q_1b+r_1 dan a=q2b+r2a=q_2b+r_2, dengan 0≤r1<b0\leq r_1<b dan 0≤r2<b0\leq r_2<b. Maka a−a=q1b+r1−(q2b+r2)=(q1−q2)b+(r1−r2)=0.\begin{equation*} a-a=q_1b+r_1-(q_2b+r_2)=(q_1-q_2)b+(r_1-r_2)=0. \end{equation*} Akibatnya, (q1−q2)b=r2−r1.\begin{equation*} (q_1-q_2)b=r_2-r_1. \end{equation*} Jadi, b∣(r2−r1).\begin{equation*} b\mid (r_2-r_1). \end{equation*} Karena 0≤|r2−r1|≤max⁡(r1,r2)0\leq|r_2-r_1|\leq\max(r_1,r_2) dan b>max⁡(r1,r2)b>\max(r_1,r_2), maka r2−r1r_2-r_1 harus sama dengan 00, yaitu r2=r1r_2=r_1. Karena bq1+r1=bq2+r2bq_1+r_1=bq_2+r_2, kita juga memperoleh q1=q2q_1=q_2. Hal ini membuktikan ketunggalan. ◻

Contoh 1.17. Jika a=71a=71 dan b=6b=6, maka 71=6⋅11+571=6\cdot 11+5. Di sini q=11q=11 dan r=5r=5.

Latihan untuk §1.3

Latihan 1.8. Tunjukkan bahwa 5∣255\mid 25, 19∣3819\mid38, dan 2∣982\mid 98.

Latihan 1.9. Gunakan Algoritma Pembagian untuk menentukan hasil bagi dan sisa ketika 76 dibagi oleh 13.

Latihan 1.10. Gunakan Algoritma Pembagian untuk menentukan hasil bagi dan sisa ketika -100 dibagi oleh 13.

Latihan 1.11. Tunjukkan bahwa jika a,b,ca,b,c, dan dd adalah bilangan bulat, dengan aa dan cc tidak nol, serta a∣ba\mid b dan c∣dc\mid d, maka ac∣bdac\mid bd.

Latihan 1.12. Tunjukkan bahwa jika aa dan bb adalah bilangan bulat positif dan a∣ba\mid b, maka a≤ba\leq b.

Latihan 1.13. Buktikan bahwa jumlah dua bilangan bulat genap adalah genap, jumlah dua bilangan bulat ganjil adalah genap, dan jumlah sebuah bilangan bulat genap dengan sebuah bilangan bulat ganjil adalah ganjil.

Latihan 1.14. Tunjukkan bahwa hasil kali dua bilangan bulat genap adalah genap, hasil kali dua bilangan bulat ganjil adalah ganjil, dan hasil kali sebuah bilangan bulat genap dengan sebuah bilangan bulat ganjil adalah genap.

Latihan 1.15. Tunjukkan bahwa jika mm adalah bilangan bulat, maka 33 membagi m3−mm^3-m.

Latihan 1.16. Tunjukkan bahwa kuadrat setiap bilangan bulat ganjil berbentuk 8m+18m+1 untuk suatu m∈ℤm\in{\mathbb Z}.

Latihan 1.17. Tunjukkan bahwa untuk setiap bilangan bulat nn, kuadrat nn berbentuk 3m3m atau 3m+13m+1 untuk suatu m∈ℤm\in{\mathbb Z}, tetapi tidak pernah berbentuk 3m+23m+2 untuk m∈ℤm\in{\mathbb Z}.

Latihan 1.18. Tunjukkan bahwa jika ac∣bcac\mid bc, maka a∣ba\mid b.

Latihan 1.19. Tunjukkan bahwa jika a∣ba\mid b dan b∣ab\mid a, maka a=±ba=\pm b.

1.4 Representasi Bilangan Bulat dalam Berbagai Basis

Pada bagian ini, kita menunjukkan bahwa setiap bilangan bulat positif dapat dituliskan secara unik dalam ekspansi pada sebarang basis bilangan bulat yang lebih besar dari 11. Biasanya kita menggunakan notasi desimal untuk merepresentasikan bilangan bulat. Kita akan menunjukkan cara mengubah bilangan bulat dari notasi desimal ke notasi dengan sebarang basis bilangan bulat lain, dan sebaliknya. Notasi desimal mungkin menjadi tradisi dalam kehidupan sehari-hari semata-mata karena kita memiliki sepuluh jari tangan. (“Lalu bagaimana dengan jari kaki kita?” protes Anda. Saya tidak tahu. Dan tampaknya bangsa Babilonia memiliki 3030 jari pada setiap tangan, atau 1515 jari pada setiap tangan dan kaki, sebab mereka menggunakan basis 6060.)

Notasi Bilangan bulat aa yang ditulis dalam ekspansi basis bb dilambangkan dengan (a)b(a)_b.

Teorema 1.18. Misalkan b∈ℤb\in{\mathbb Z} memenuhi b>1b>1. Maka, untuk setiap m∈ℕm\in{\mathbb N}, terdapat tepat satu l∈ℤ≥0l\in{\mathbb Z}_{\geq 0} beserta digit-digit a0,a1,…,al∈ℤa_0,a_1,\dots,a_l\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga m=∑j=0lajbj,0≤aj<b untuk j=0,1,…,l, danal≠0.\begin{align*} m=\sum_{j=0}^{l}a_jb^j,\\ 0\leq a_j<b\text{\ untuk\ }j=0,1,\dots,l,\text{\ dan}\ \ \ \\ a_l\neq 0. \end{align*}

Bukti. Ambil sebarang m∈ℕm\in{\mathbb N}. Mula-mula kita membagi mm dengan bb menggunakan Algoritma Pembagian, sehingga diperoleh m=q0b+a0,0≤a0<b.\begin{equation*} m=q_0b+a_0, \ \ \ 0\leq a_0 <b. \end{equation*} Jika q0≠0q_0\neq 0, selanjutnya kita membagi q0q_0 dengan bb dan memperoleh q0=q1b+a1,0≤a1<b.\begin{equation*} q_0=q_1b+a_1, \ \ \ 0\leq a_1<b. \end{equation*} Jika q0=0q_0=0, ambil l=0l=0 dan a0=ma_0=m; bagian eksistensi selesai. Selanjutnya, anggap q0>0q_0>0. Karena setiap hasil bagi positif berikutnya lebih kecil daripada hasil bagi sebelumnya, untuk suatu l≥1l\geq1 proses ini pertama kali berakhir pada ql=0q_l=0. Dengan demikian, qj−1=qjb+aj,0≤aj<b(j=1,…,l),ql=0,al=ql−1≠0.\begin{align*} q_{j-1}&=q_jb+a_j, \qquad 0\leq a_j<b \quad (j=1,\dots,l),\\ q_l&=0, \qquad a_l=q_{l-1}\neq0. \end{align*}

Sekarang, dengan menyubstitusikan persamaan q0=q1b+a1q_0=q_1b+a_1 ke dalam m=q0b+a0m=q_0b+a_0, diperoleh m=(q1b+a1)b+a0=q1b2+a1b+a0.\begin{equation*} m=(q_1b+a_1)b+a_0=q_1b^2+a_1b+a_0. \end{equation*} Dengan menyubstitusikan persamaan-persamaan tersebut secara berturut-turut (atau dengan induksi pada jj), diperoleh m=qj−1bj+∑i=0j−1aibi(j=1,…,l),=albl+∑i=0l−1aibi=∑i=0laibi.\begin{align*} m&=q_{j-1}b^j+\sum_{i=0}^{j-1}a_ib^i \qquad (j=1,\dots,l),\\ &=a_lb^l+\sum_{i=0}^{l-1}a_ib^i =\sum_{i=0}^{l}a_ib^i. \end{align*} Yang masih harus dibuktikan ialah bahwa representasi tersebut tunggal. Sekarang misalkan m=∑i=0laibi=∑i=0scibi.\begin{equation*} m=\sum_{i=0}^{l}a_ib^i=\sum_{i=0}^{s}c_ib^i. \end{equation*} Ambil L=max⁡{l,s}L=\max\{l,s\} dan tambahkan koefisien nol pada ekspansi yang lebih pendek. Dengan mengurangkan kedua ekspansi tersebut, diperoleh ∑i=0L(ai−ci)bi=0.\begin{equation*} \sum_{i=0}^{L}(a_i-c_i)b^i=0. \end{equation*} Jika kedua ekspansi berbeda, ambil indeks terkecil 0≤j≤L0\leq j\leq L sedemikian sehingga cj≠ajc_j\neq a_j. Semua suku berindeks lebih kecil daripada jj lenyap, sehingga diperoleh bj∑i=jL(ai−ci)bi−j=0,\begin{equation*} b^j\sum_{i=j}^{L}(a_i-c_i)b^{i-j}=0, \end{equation*} dan karena b≠0b\neq 0, diperoleh ∑i=jL(ai−ci)bi−j=0.\begin{equation*} \sum_{i=j}^{L}(a_i-c_i)b^{i-j}=0. \end{equation*} Oleh karena itu, aj−cj=−b∑i=j+1L(ai−ci)bi−j−1,\begin{equation*} a_j-c_j=-b\sum_{i=j+1}^{L}(a_i-c_i)b^{i-j-1}, \end{equation*} sehingga b∣(aj−cj)b\mid (a_j-c_j). Karena 0≤aj<b0\leq a_j<b dan 0≤cj<b0\leq c_j<b, berlaku |aj−cj|<b|a_j-c_j|<b. Dengan demikian, aj=cja_j=c_j. Ini bertentangan dengan pemilihan jj, sehingga ekspansi tersebut tunggal. ◻

Definisi 1.19. Misalkan b∈ℤb\in{\mathbb Z} memenuhi b>1b>1. Untuk m∈ℕm\in{\mathbb N}, misalkan ℓ∈ℤ≥0\ell\in{\mathbb Z}_{\geq 0} dan a0,a1,…,aℓ∈ℤa_0,a_1,\dots,a_\ell\in{\mathbb Z} sebagaimana dalam teorema di atas (1.18). Maka representasi basis bb dari mm adalah rangkaian digit (m)b=aℓ…a1a0(m)_b=a_\ell\dots a_1a_0. Jika b≥10b\ge10, kita sering menggunakan simbol tunggal lain untuk merepresentasikan nilai-nilai aia_i yang mungkin, dari 1010 sampai b−1b-1. Sebagai contoh, 10↭A11↭B12↭Cdst.\begin{align*} 10&\leftrightsquigarrow A\\ 11&\leftrightsquigarrow B\\ 12&\leftrightsquigarrow C\\ &\text{dst.} \end{align*} Representasi bilangan bulat dalam basis 2 disebut representasi biner. Representasi biner berguna bagi komputer: semua koefisien a0,…,aℓa_0,\dots,a_\ell dalam representasi biner memenuhi 0≤aj<20\leq a_j<2, sehingga nilainya 0 atau 1. Jadi, untuk merepresentasikan bilangan bulat melalui ℓ+1\ell+1 kawat, setiap kawat dapat diberi tegangan (1) atau tidak (0). (Istilah bit berasal dari frasa bahasa Inggris binary digit, yang berarti “digit biner”.)

Pemrogram komputer juga sering menggunakan basis 8 dan basis 16, yang masing-masing disebut oktal dan heksadesimal, atau heks. Bangsa Babilonia menggunakan basis 6060, yang disebut seksagesimal.

Contoh 1.20. Untuk mencari ekspansi basis 3 dari 214, kita melakukan pembagian berikut: 214=3⋅71+171=3⋅23+223=3⋅7+27=3⋅2+12=3⋅0+2\begin{align*} 214&=3\cdot 71+1\\ 71&= 3\cdot 23+2\\ 23&= 3\cdot 7+2\\ 7&= 3\cdot 2+1\\ 2&= 3\cdot 0+2\\ \end{align*} Untuk memperoleh ekspansi basis 3 dari 214, kita membaca sisa-sisa pembagian tersebut dari bawah ke atas, sehingga (214)10=(21221)3(214)_{10}=(21221)_3.

Contoh 1.21. Untuk mencari ekspansi basis 1010, yaitu ekspansi desimal, dari (364)7(364)_7, kita menghitung 4⋅70+6⋅71+3⋅72=4+42+147=1934\cdot 7^0+6\cdot 7^1+3\cdot 7^2=4+42+147=193.

1.4.1 Latihan untuk §1.4

Latihan 1.20. Ubah (7482)10(7482)_{10} ke notasi basis 6.

Latihan 1.21. Ubah (98156)10(98156)_{10} ke notasi basis 8.

Latihan 1.22. Ubah (101011101)2(101011101)_2 ke notasi desimal.

Latihan 1.23. Ubah (AB6C7D)16(AB6C7D)_{16} ke notasi desimal.

Latihan 1.24. Ubah (9A0B)16(9A0B)_{16} ke notasi biner.

1.5 Faktor Persekutuan Terbesar

Pada bagian ini kita mendefinisikan faktor persekutuan terbesar (FPB) dari dua bilangan bulat dan membahas sifat-sifatnya. Kita juga membuktikan bahwa FPB dua bilangan bulat merupakan kombinasi linear dari kedua bilangan tersebut.

Jika dua bilangan bulat aa dan bb tidak keduanya 00, setidaknya salah satunya taknol dan hanya mempunyai berhingga banyak pembagi (lihat Latihan 1.12). Karena itu, aa dan bb hanya mempunyai berhingga banyak pembagi bersama. Pada bagian ini kita membahas pembagi terbesar di antara pembagi-pembagi bersama tersebut.

Definisi 1.22. Untuk a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} yang tidak keduanya nol, faktor persekutuan terbesar adalah bilangan bulat terbesar yang membagi aa sekaligus bb, dan ditulis gcd⁡(a,b)\gcd(a,b) (atau kadang-kadang cukup (a,b)(a,b)).

Jika hal ini menyederhanakan suatu rumus, kita menetapkan gcd⁡(0,0)=0\gcd(0,0)=0.

Contoh 1.23. Faktor persekutuan terbesar dari 24 dan 18 adalah 6. Dengan kata lain, gcd⁡(24,18)=6\gcd(24,18)=6.

Definisi 1.24. Bilangan a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} disebut relatif prima jika gcd⁡(a,b)=1\gcd(a,b)=1.

Contoh 1.25. Faktor persekutuan terbesar dari 9 dan 16 adalah 1; jadi, kedua bilangan tersebut relatif prima.

Perhatikan bahwa setiap bilangan bulat mempunyai pembagi positif dan negatif. Jika aa adalah pembagi positif dari mm, maka −a-a juga merupakan pembagi dari mm. Karena itu, dari definisi faktor persekutuan terbesar terlihat bahwa gcd⁡(a,b)=gcd⁡(|a|,|b|)\gcd(a,b)=\gcd(|a|, |b|).

Kita dapat menggunakan FPB dua bilangan bulat untuk membentuk bilangan-bilangan yang relatif prima:

Teorema 1.26. Jika a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} tidak keduanya nol dan gcd⁡(a,b)=d\gcd(a,b)=d, maka
gcd⁡(a/d,b/d)=1\gcd(a/d,b/d)=1.

Bukti. Ambil a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z}. Kita akan menunjukkan bahwa a/da/d dan b/db/d tidak mempunyai pembagi bersama positif selain 11. Misalkan k∈ℕk\in{\mathbb N} membagi a/da/d sekaligus b/db/d. Maka ∃m,n∈ℤ\exists m,n\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga a/d=kmdanb/d=kn\begin{equation*} a/d=km \hspace{0.3cm}\mbox{dan} \ \ b/d=kn \end{equation*} Dengan demikian, a=kmddanb=knd.\begin{equation*} a=kmd \hspace{0.3cm}\mbox{dan} \ \ b=knd. \end{equation*} Jadi, kdkd merupakan pembagi bersama dari aa dan bb. Selain itu, kd≥dkd\geq d. Namun, dd adalah faktor persekutuan terbesar dari aa dan bb, sehingga kd≤dkd\leq d. Oleh karena itu, k=1k=1. ◻

Teorema berikut menunjukkan bahwa faktor persekutuan terbesar dari dua bilangan bulat tidak berubah ketika suatu kelipatan dari salah satunya ditambahkan pada bilangan yang lain.

Teorema 1.27. Misalkan a,b,c∈ℤa,b,c\in{\mathbb Z}. Maka gcd⁡(a,b)=gcd⁡(a+cb,b)\gcd(a,b)=\gcd(a+cb,b).

Bukti. Kita akan menunjukkan bahwa setiap pembagi bersama dari aa dan bb juga merupakan pembagi bersama dari a+cba+cb dan bb, demikian pula sebaliknya. Jadi, kedua pasangan itu mempunyai himpunan pembagi bersama yang persis sama. Karena itu, faktor persekutuan terbesar dari aa dan bb juga menjadi faktor persekutuan terbesar dari a+cba+cb dan bb. Misalkan kk adalah pembagi bersama dari aa dan bb. Menurut Teorema 1.15, k∣(a+cb)k \mid (a+cb), sehingga kk membagi a+cba+cb. Sekarang misalkan ll adalah pembagi bersama dari a+cba+cb dan bb. Sekali lagi, menurut Teorema 1.15, l∣((a+cb)−cb)=a.\begin{equation*} l\mid ((a+cb)-cb)=a. \end{equation*} Jadi, ll merupakan pembagi bersama dari aa dan bb, dan hasil yang dimaksud pun terbukti. ◻

Contoh 1.28. Perhatikan bahwa gcd⁡(4,14)=gcd⁡(4,14−3⋅4)=gcd⁡(4,2)=2\gcd(4,14)=\gcd(4,14-3\cdot 4)=\gcd(4,2)=2.

Sekarang kita menyajikan teorema yang membuktikan bahwa faktor persekutuan terbesar dari dua bilangan bulat dapat ditulis sebagai kombinasi linear dari kedua bilangan tersebut.

Teorema 1.29.

Misalkan a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} tidak keduanya nol. Maka gcd⁡(a,b)\gcd(a,b) adalah bilangan asli terkecil yang berbentuk d=ma+nbd=ma+nb untuk suatu m,n∈ℤm,n\in{\mathbb Z}.

Bukti. Dengan mengganti aa dan bb masing-masing oleh |a||a| dan |b||b| serta menyerap tandanya ke dalam koefisien, tanpa mengurangi keumuman kita dapat menganggap a,b≥0a,b\geq 0 dan tidak keduanya nol. Tinjau himpunan S={d∈ℕ∣d=ma+nb untuk suatu m,n∈ℤ}.\begin{equation*} S=\{d\in{\mathbb N}\mid d=ma+nb\text{\ untuk suatu\ }m,n\in{\mathbb Z}\}\ . \end{equation*} SS tidak kosong karena setidaknya salah satu dari aa dan bb positif. Jika a>0a>0, maka a=1⋅a+0⋅b∈Sa=1\cdot a+0\cdot b\in S; jika b>0b>0, maka b=0⋅a+1⋅b∈Sb=0\cdot a+1\cdot b\in S. Misalkan d∈ℕd\in{\mathbb N} adalah elemen terkecil dari SS; keberadaannya dijamin oleh Prinsip Keterurutan Baik. Karena d∈Sd\in S, terdapat m,n∈ℤm,n\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga d=ma+nbd=ma+nb. Kita masih harus membuktikan bahwa dd membagi aa sekaligus bb dan bahwa dd adalah pembagi bersama terbesar dengan sifat tersebut.

Menurut Algoritma Pembagian, ∃q,r∈ℤ\exists q,r\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga a=qd+r,0≤r<d.\begin{equation*} a=qd+r, \ \ \ 0\leq r<d. \end{equation*} Dengan demikian, r=a−qd=a−q(ma+nb)=(1−qm)a−qnb.\begin{equation*} r=a-qd=a-q(ma+nb)=(1-qm)a-qnb. \end{equation*} Jadi, rr merupakan kombinasi linear dari aa dan bb. Karena 0≤r<d0\leq r<d dan dd adalah bilangan bulat positif terkecil yang merupakan kombinasi linear dari aa dan bb, haruslah r=0r=0, sehingga a=qda=qd. Jadi, d∣ad\mid a.

Argumen yang sama menunjukkan bahwa d∣bd\mid b.

Sekarang, misalkan cc membagi aa sekaligus bb. Menurut Teorema 1.15, cc membagi setiap kombinasi linear dari aa dan bb. Jadi, c∣dc\mid d. Hal ini membuktikan bahwa setiap pembagi bersama dari aa dan bb membagi dd. Karena itu, c≤dc\leq d, dan dd adalah faktor persekutuan terbesar. ◻

Berikut suatu penerapan sederhana yang akan sangat berguna kelak:

Akibat 1.30. Jika a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} relatif prima, maka ∃m,n∈ℤ\exists m,n\in{\mathbb Z} sedemikian sehingga ma+nb=1ma+nb=1.

Definisi 1.31. Untuk suatu n∈ℕn\in{\mathbb N}, misalkan a1,a2,…,an∈ℤa_1,a_2,\dots,a_n\in{\mathbb Z} tidak semuanya 00. Faktor persekutuan terbesar dari bilangan-bilangan tersebut adalah bilangan bulat terbesar yang membagi semuanya, dan dilambangkan dengan gcd⁡(a1,…,an)\gcd(a_1,\dots,a_n).

Definisi 1.32. Untuk suatu n∈ℕn\in{\mathbb N}, bilangan-bilangan a1,a2,…,an∈ℤa_1,a_2,\dots,a_n\in{\mathbb Z} disebut relatif prima secara bersama-sama jika gcd⁡(a1,a2,…,an)=1\gcd(a_1,a_2,\dots,a_n)=1.

Contoh 1.33. Bilangan-bilangan bulat 3,6,73, 6, 7 relatif prima secara bersama-sama karena (3,6,7)=1(3,6,7)=1, meskipun (3,6)=3(3,6)=3.

Definisi 1.34. Untuk suatu n∈ℕn\in{\mathbb N}, bilangan-bilangan a1,a2,…,an∈ℤa_1,a_2,\dots,a_n\in{\mathbb Z} disebut relatif prima berpasangan jika ∀i,j∈ℕ\forall i,j\in{\mathbb N} dengan i≤ni\le n, j≤nj\le n, dan i≠ji\neq j, berlaku gcd⁡(ai,aj)=1\gcd(a_i,a_j)=1.

Contoh 1.35. Bilangan-bilangan bulat 3,14,253,14,25 relatif prima berpasangan. Perhatikan pula bahwa bilangan-bilangan tersebut relatif prima secara bersama-sama.

Proposisi 1.36. Untuk n∈ℕn\in{\mathbb N} dengan n≥2n\geq 2 dan a1,…,an∈ℤa_1,\dots,a_n\in{\mathbb Z}, jika a1,a2,…,ana_1,a_2,\dots,a_n relatif prima berpasangan, maka bilangan-bilangan tersebut relatif prima secara bersama-sama.

Latihan untuk §1.5

Latihan 1.25. Tentukan faktor persekutuan terbesar dari 15 dan 35.

Latihan 1.26. Tentukan faktor persekutuan terbesar dari 100 dan 104.

Latihan 1.27. Tentukan faktor persekutuan terbesar dari -30 dan 95.

Latihan 1.28. Misalkan m∈ℕm\in{\mathbb N}. Tentukan faktor persekutuan terbesar dari mm dan m+1m+1.

Latihan 1.29. Misalkan m∈ℕm\in{\mathbb N}. Tentukan faktor persekutuan terbesar dari mm dan m+2m+2.

Latihan 1.30. Tunjukkan bahwa jika m,n∈ℤm,n\in{\mathbb Z} memenuhi gcd⁡(m,n)=1\gcd(m,n)=1, maka gcd⁡(m+n,m−n)=1\gcd(m+n,m-n)=1 atau 22.

Latihan 1.31. Tunjukkan bahwa jika m∈ℕm\in{\mathbb N}, maka 3m+23m+2 dan 5m+35m+3 relatif prima.

Latihan 1.32. Tunjukkan bahwa jika a,b∈ℤa,b\in{\mathbb Z} relatif prima, maka gcd⁡(a+2b,2a+b)=1\gcd(a+2b,2a+b)=1 atau 33.

Latihan 1.33. Tunjukkan bahwa jika a1,a2,…,an∈ℤa_1,a_2,\dots,a_n\in{\mathbb Z} tidak semuanya 00 dan c∈ℕc\in{\mathbb N}, maka

gcd⁡(ca1,ca2,…,can)=c⋅gcd⁡(a1,a2,…,an).\gcd(ca_1,ca_2,\dots,ca_n)=c\cdot\gcd(a_1,a_2,\dots,a_n).

1.6 Algoritma Euklides

Pada bagian ini kita menjelaskan metode sistematis untuk menentukan faktor persekutuan terbesar dari dua bilangan bulat. Metode ini berasal dari Euklides dan karena itu disebut Algoritma Euklides.

Lema 1.37. Jika a,b,q,r∈ℤa,b,q,r\in{\mathbb Z} dan a=qb+ra=qb+r, maka gcd⁡(a,b)=gcd⁡(r,b)\gcd(a,b)=\gcd(r,b).

Bukti. Menurut sifat invariansi FPB terhadap penambahan kelipatan yang dibuktikan pada bagian sebelumnya, gcd⁡(bq+r,b)=gcd⁡(b,r)\gcd(bq+r,b)=\gcd(b,r). ◻

Sekarang kita beralih ke bentuk umum Algoritma Euklides. Pada dasarnya, algoritma ini menyatakan bahwa faktor persekutuan terbesar dari dua bilangan bulat adalah sisa taknol terakhir dalam pembagian berulang.

Teorema 1.38. Misalkan a,b∈ℕa,b\in{\mathbb N} dan a≥ba\geq b. Tetapkan r0=ar_0=a, r1=br_1=b, s0=1s_0=1, s1=0s_1=0, t0=0t_0=0, dan t1=1t_1=1. Terapkan Algoritma Pembagian secara berulang: selama rj+1≠0r_{j+1}\neq 0, tentukan qj+1∈ℕq_{j+1}\in{\mathbb N} dan rj+2∈ℤ≥0r_{j+2}\in{\mathbb Z}_{\geq 0} sedemikian sehingga rj=rj+1qj+1+rj+2r_j=r_{j+1}q_{j+1}+r_{j+2} dan 0≤rj+2<rj+10\leq r_{j+2}<r_{j+1}. Berhentilah pada indeks nn yang memenuhi rn>0r_n>0 dan rn+1=0r_{n+1}=0. Pada setiap langkah, tetapkan sj+2=sj−qj+1sj+1s_{j+2}=s_j-q_{j+1}s_{j+1} dan tj+2=tj−qj+1tj+1t_{j+2}=t_j-q_{j+1}t_{j+1}. Maka gcd⁡(a,b)=rn=sna+tnb\gcd(a,b)=r_n=s_na+t_nb.

Bukti. Dengan menerapkan Algoritma Pembagian, diperoleh rj=qj+1rj+1+rj+2,0≤rj+2<rj+1(j=0,1,…,n−1).\begin{align*} r_j&=q_{j+1}r_{j+1}+r_{j+2}, &&0\leq r_{j+2}<r_{j+1}\quad (j=0,1,\dots,n-1). \end{align*} Proses ini akhirnya menghasilkan sisa 00, sebab selama sisanya taknol, sisa-sisa tersebut membentuk barisan menurun ketat dari bilangan bulat taknegatif. Menurut Lema 1.37, gcd⁡(a,b)=gcd⁡(r0,r1)=gcd⁡(rn,rn+1)=gcd⁡(rn,0)=rn.\begin{equation*} \gcd(a,b)=\gcd(r_0,r_1)=\gcd(r_n,r_{n+1})=\gcd(r_n,0)=r_n. \end{equation*} ◻

Versi lengkap teorema ini, yang menyertakan sjs_j dan tjt_j, disebut Algoritma Euklides diperluas, sedangkan versi yang lebih sederhana tanpa koefisien-koefisien tersebut disebut Algoritma Euklides.

Pembaca yang teliti akan melihat bahwa kita belum membuktikan klaim bahwa sjs_j dan tjt_j dapat digunakan untuk menuliskan FPB sebagai kombinasi linear dari aa dan bb. Bukti tersebut diserahkan sebagai latihan di bawah ini.

Contoh 1.39. Kita akan menentukan faktor persekutuan terbesar dari 41474147 dan 1067210672. Perhatikan bahwa 10672=4147⋅2+2378,4147=2378⋅1+1769,2378=1769⋅1+609,1769=609⋅2+551,609=551⋅1+58,551=58⋅9+29,58=29⋅2,\begin{align*} 10672&=4147\cdot 2+2378,\\ 4147&=2378\cdot 1+1769,\\ 2378&=1769\cdot 1+609,\\ 1769&=609\cdot 2 +551,\\ 609&=551\cdot 1+58, \\ 551&=58\cdot 9+ 29,\\ 58&=29\cdot 2,\\ \end{align*} Jadi, gcd⁡(4147,10672)=29\gcd(4147,10672)=29.

Latihan untuk §1.6

Latihan 1.34. Gunakan Algoritma Euklides untuk menentukan faktor persekutuan terbesar dari 412 dan 32, lalu nyatakan hasilnya sebagai kombinasi linear kedua bilangan tersebut.

Latihan 1.35. Gunakan Algoritma Euklides untuk menentukan faktor persekutuan terbesar dari 780 dan 150, lalu nyatakan hasilnya sebagai kombinasi linear kedua bilangan tersebut.

Latihan 1.36. Tentukan faktor persekutuan terbesar dari 70,98,10870,98,108.

Latihan 1.37. Misalkan a,b∈ℕa,b\in{\mathbb N} genap. Buktikan bahwa gcd⁡(a,b)=2gcd⁡(a/2,b/2)\gcd(a,b)=2\gcd(a/2,b/2).

Latihan 1.38. Tunjukkan bahwa jika a∈ℕa\in{\mathbb N} genap dan b∈ℕb\in{\mathbb N} ganjil, maka gcd⁡(a,b)=gcd⁡(a/2,b)\gcd(a,b)=\gcd(a/2,b).

Latihan 1.39. Buktikan klaim mengenai koefisien dalam Algoritma Euklides diperluas.