¿Para cuántos enteros x de 1 a 60, inclusive, la fracción x / 60 ya está en los términos más bajos?

La respuesta sería 16.

El problema es equivalente a encontrar el conjunto S, donde [matemática] S = [/ matemática] {[matemática] x: mcd (x, 60) = 1 [/ matemática]} y luego determinar n (S).

Uno puede determinar n (S) directamente usando la definición y la fórmula para la función phi de Euler (también llamada función totient). Para cualquier [matemática] n ∈ ℕ, [/ matemática]

[matemáticas] φ (n) = n (S), [/ matemáticas]

donde [matemáticas] S = [/ matemáticas] {[matemáticas] x ≤ n: mcd (x, n) = 1 [/ matemáticas]}

es decir, [math] φ (n) [/ math] es el número de todos los enteros positivos menores que igual a n y co-primo a n.

Ahora [matemáticas] φ (n) = n × (1- 1 / p_1) × (1- 1 / p_2) × (1–1 / p_3) ×… .. [/ matemáticas]

Donde [math] n = (p_1 ^ α) × (p_2 ^ β) × (p_3 ^ γ) ×… .. [/ math] se representa como el producto de números primos, con cada una de las potencias [math] (α, β, γ,….) ≠ 0 [/ matemática] (del teorema de factorización prima).

Así, el problema se reduce a encontrar el valor de [matemáticas] φ (60) [/ matemáticas].

Ahora [matemáticas] 60 = 2 ^ 2 × 3 × 5, [/ matemáticas] por lo tanto

[matemáticas] φ (60) = 60 × (1–1 / 2) × (1–1 / 3) × (1–1 / 5) [/ matemáticas]

[matemáticas] = 60 × 1/2 × 2/3 × 4/5 [/ matemáticas]

[matemáticas] = 16. [/ matemáticas]

Espero que ayude.

La paz sea con todos nosotros.

Lo que está buscando son valores para [matemática] x [/ matemática] entre [matemática] 1 [/ matemática] y [matemática] 60 [/ matemática] que son coprimes con [matemática] 60 [/ matemática]. Afortunadamente, tenemos una función que nos da ese número exacto, la Función de Totient de Euler, [math] \ varphi [/ math].

Una de sus buenas propiedades es que es multiplicativo. Es decir, si [math] mcd (a, b) = 1 [/ math] entonces [math] \ varphi (ab) = \ varphi (a) \ varphi (b) [/ math].

Con esto, y dado que [matemáticas] 60 = 2 ^ 2 \ cdot3 \ cdot5 [/ matemáticas], tenemos que:

[matemáticas] \ varphi (60) = \ varphi (2 ^ 2 \ cdot3 \ cdot5) = \ varphi (4) \ varphi (3) \ varphi (5) = 2 \ cdot2 \ cdot4 = 16 [/ math].

Entonces, hay [matemática] 16 [/ matemática] números [matemática] x [/ matemática] de [matemática] 1 [/ matemática] a [matemática] 60 [/ matemática] coprime con [matemática] 60 [/ matemática] y por lo tanto, haga que [math] \ dfrac {x} {60} [/ math] sea irreducible.

La función de Euler Totient φ hace el trabajo por usted. Hay varias formas de calcular el valor dependiendo del tamaño del número involucrado. Aquí hay una manera ordenada:

[matemáticas] \ varphi (n) = n \ prod \ limits_ {p \ left | x \ right.} {\ frac {{p – 1}} {p}} [/ math]

Necesitamos encontrar los factores primos de 60 y son 2, 3, 5.

El factor [math] \ dfrac {p-1} {p} [/ math] para estas cantidades es [math] \ frac {1} {2}, \ frac {2} {3} [/ math] y [math ] \ frac {4} {5} [/ matemáticas]. La fórmula dice multiplicar estos para obtener [matemática] \ frac {8} {30} [/ matemática] y luego multiplicar el producto por [matemática] 60 [/ matemática] para obtener finalmente la respuesta [matemática] 16 [/ matemática ]

Una breve explicacion. [matemáticas] \ dfrac {p-1} {p} = 1- \ dfrac {1} {p} [/ matemáticas] da una proporción que no son múltiplos de p. Su producto entonces da la proporción que no son múltiplos de los números primos que entran en n.

O

Ahora que sé la respuesta, podría enumerarlos y luego contarlos ”

1, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 49, 53, 59.