División euclídea

Plantilla:Wikificar En matemáticas, y más precisamente en la aritmética, la división euclidiana (o euclídea), también llamada algoritmo de la división, es un teorema que asegura que «el proceso habitual de división entre números enteros» puede llevarse a cabo y que se obtiene un cociente y un resto únicos.

Un «algoritmo de división entera» es cualquier método efectivo que produce un cociente y un residuo. Existen numerosos métodos para efectuar estos cálculos, como por ejemplo la división larga, la factorización de enteros o la aritmética modular. El algoritmo de la división euclídea (para números enteros) se encuentra a la base de numerosos resultados de la aritmética (como por ejemplo el algoritmo de Euclides para calcular el máximo común divisor de dos enteros) y la teoría de números; en álgebra abstracta, está relacionado con el dominio euclídeo.

División euclídea de números naturales

Dados dos números naturales, el dividendo, m, y el divisor, d, que debe ser mayor que cero, llamamos cociente, q, al mayor de los números que multiplicado por el divisor es menor o igual que el dividendo.

$q=\max \{x\in N|xd\le m\}$

Llamamos resto, r, a la diferencia entre el dividendo y el producto del cociente y el divisor.

$r=m-qd$

El resto verifica la inecuación $0\le r<d$ .

De la ecuación anterior, se deduce inmediatamente la siguiente igualdad:

$m=qd+r$

Ejemplos

Si m = 320 y d = 21, se tiene que:

$320=(21\times 15)+5$

debido a la unicidad de q y r para un par determinado de números naturales m y d, se concluye que q = 15 y r = 5.

Aquí puedes ver divisiones por dos cifras entre números enteros, con las soluciones siguiendo el algoritmo citado.

Teorema: Algoritmo de la división

División euclídea con números naturales

Dados dos números naturales a y b, con b distinto de 0, la división euclídea asocia un cociente q y un resto r, ambos números naturales, que verifican:

• $a=bq+r$
• $r<b$

La pareja (q, r) es única.

De manera formal:

$\mathrm{\forall }(a,b)\in \mathbb{N}\times {\mathbb{N}}^{*},\mathrm{\exists }!(q,r)\in {\mathbb{N}}^2/a=bq+r\text{con}0\le r<b$

División euclídea con números enteros

Dados dos números enteros a y b, siendo b no nulo, la división euclídea asocia un cociente q y un resto r, ambos números enteros, que verifican:

• $a=b\cdot q+r$
• $0\le r<|b|$

• A q se denomina cociente y a r, resto de la división que siempre es un entero no negativo.

De manera formal:

$\mathrm{\forall }(a,b)\in \mathbb{Z}\times {\mathbb{Z}}^{*},\mathrm{\exists }q,r\in \mathbb{Z}|a=b\cdot q+r\text{con}0\le r<|b|$

Propiedades

Por el algoritmo de la división se deduce que $\mathbb{Z}$ es un dominio euclídeo tomando como norma el valor absoluto. Una consecuencia inmediata del algoritmo de la división es que puede usarse el algoritmo de Euclides para calcular el máximo común divisor de dos números enteros.

Un concepto que generaliza el algoritmo de la división es el de norma euclídea. De este modo cualquier dominio euclídeo cumple con un principio similar al algoritmo de la división, como es el caso, por ejemplo, de un anillo de polinomios $𝕂[x]$ en que $𝕂$ es un cuerpo.

División de polinomios

La división euclidiana se generaliza a todos los anillos graduados, es decir en los anillos donde existe una función llamada grado que verifique: d ^o(P·Q) = d ^o(P) + d ^o(Q).

Los ejemplos más usuales lo constituyen los anillos de polinomios K[X], donde K es un cuerpo, como R o C, y donde d ^o(Xⁿ) = n y d ^o(0) = - ∞. En este contexto, se remplaza la condición 0≤ r < b que a priori no tiene sentido porque el anillo ya no es totalmente ordenado, por d ^o (R) < d ^o(B), y claro, se mantiene A = B·Q + R (para los polinomios, la costumbre es utilizar las mayúsculas).

Si los polinomios tienen por coeficientes elementos de un cuerpo K, es posible definir una división euclídea sobre los polinomios (llamada división) según el orden decreciente de las potencias.

A dos polinomios A y B, la división euclídea asocia un único cociente Q y un único resto R, ambos polinomios, tales que:

• $A=B\cdot Q+R$
• $\mathrm{grad}(R)<\mathrm{grad}(B)$

Formalmente:

$\mathrm{\forall }(A,B)\in 𝕂[X]\times 𝕂[X{]}^{*},\mathrm{\exists }!Q,R\in 𝕂[X],A=B\cdot Q+R\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{grad}(R)<\mathrm{grad}(B)$

La unicidad está garantizada, pero es necesario que K sea un cuerpo para que la existencia lo sea también.

Véase también

• División
• Divisibilidad
• División larga
• División por galera
• Teoría de números
• Dominio euclídeo

Bibliografía

• Plantilla:Cita libro
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