We laten zien dat alle getallen die groter zijn wél te schrijven
zijn als ax + by:
Noem zo'n getal xy - x - y
+ z
met z > 0
Omdat x en y relatief priem zijn kan z altijd
geschreven worden als ux + vy als we negatieve getallen
voor u of v toelaten. Dat kun je zó zien:
|
|
Ga de veelvouden van x opschrijven, maar doe dat
modulo y.
Om dat x en y relatief priem zijn is pas het yde
getal gelijk aan 0 (xy = yx)
De rij begint met y getallen die allemaal ongelijk aan
elkaar zijn en kleiner dan y
(Als er twee gelijken in stonden was het
verschil tussen de bijbehorende waarden een
veelvoud van x én van y en
kleiner dan xy en dat kan niet als x en y
relatief priem zijn)
Dus staat ergens in deze rij het getal 1.
1 is dus te schrijven als px - qy
Dus z is te schrijven als z(px - qy)
= x • (zp) + y • (-zq)
Met getallen is het waarschijnlijk duidelijker:
Stel we willen 37 opbouwen uit 8 en 11.
Veelvouden van 11: 11,22,33,44,55,66,77,88,...
en modulo 8: 3,6,1,4,7,6,5,0...
Het derde veelvoud modulo 8 is 1: 33 - 32 = 1 Þ
3 • 11 - 4 • 8 = 1
vermenigvuldig met 37: 111 • 11 -
148 • 8 = 37 |
|
Het kan op nog veel meer manieren. Stel dat we één manier
hebben: z = ux + vy
Dan kun je dat veranderen in z = (u + py)
• x - (v + px) • y met p een
willekeurig geheel getal.
p = -2, -1, 0, 1,2 levert in ons bovenstaande voorbeeldje:
|
...
37 = (111 - 16) • 11 - (148 - 22) • 11 = 95
• 11 - 126 • 8
37 = (111 - 8) • 11 - (148 - 11) • 8 = 103
• 11 - 137 • 8
37 = 111 • 11 - 148
• 8
37 = (111 + 8) • 11 - (148 + 11) • 8 = 119
• 11 - 159 • 8
37 = (111 + 16) • 11 - (148 + 22) • 8 = 127
• 11 - 170 • 8
... |
|
Wat blijkt: we kunnen de coëfficiënten u en v
veranderen modulo y en x
Laten we kiezen - y < u
< 0, dan is v > 0 (anders
kan er nooit een positief getal z uitkomen)
In het voorbeeldje hierboven geeft dat (met p = -14): 37 =
-1 • 11 + 6 • 8
|
|
|
xy - x - y
+ z |
=
= |
xy - x - y + ux
+ vy
x(y - 1 + u) + y(v -
1) |
|
|
Omdat - y < u
geldt y + u > 0 dus y - 1
+ u > -1
Omdat v > 0 geldt v - 1
> -1
Dus is het gelukt: er staat ax + by
met a,b > -1 ofwel a, b ³
0 Om het bewijs af te maken moeten we nu nog laten zien
dat xy - x - y
zélf NIET te schrijven is als ax + by
Stel dat xy - x - y
= ax + by met a,b > 0
Dan is ax + by = x(y - 1) - y en
daaruit volgt x(y - 1 - a) = y(b
+ 1) dus b + 1 = x(y - 1 - a)/y
Omdat x en y relatief priem zijn, moet y dus wel
een deler zijn van y - 1 - a
Maar dat kan niet, want y - 1 - a < y
Een tegenspraak!
Dus kan xy - x - y niet
geschreven worden als ax + by |