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Comprobador de residuo cuadrático (símbolos de Legendre/Jacobi)
Calcula el símbolo de Jacobi (a/n) (n impar hasta 10¹⁸; Legendre si n es primo): con módulo primo, a^((n−1)/2) ≡ 1 implica residuo cuadrático y Tonelli–Shanks (o la fórmula directa si p ≡ 3 (mod 4)) entrega las raíces ±√a; el símbolo −1 certifica que a NO es residuo. Con módulo compuesto el símbolo solo es condición necesaria: −1 prueba no-residuo y +1 es inconcluso (se resuelve por fuerza bruta cuando n ≤ 10⁵). Clásico: 10 es residuo cuadrático mod 13 con raíces ±6.
Ejecución
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Ejemplos
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Guía de uso de la herramienta
Conoce cuándo usar esta herramienta, qué admite y cómo la aplican los usuarios.
Datos clave
Categoría
Math & Numbers
Tipos de entrada
text, checkbox
Tipo de salida
text
Cobertura de ejemplos
4
API disponible
Sí
Resumen
Esta herramienta calcula el símbolo de Jacobi o Legendre para determinar si un número es un residuo cuadrático módulo n. Emplea el test determinista de Miller–Rabin para verificar la primalidad de n y, cuando el módulo es primo y existe solución, ejecuta el algoritmo de Tonelli–Shanks para hallar las raíces cuadradas modulares exactas.
Cuándo usarlo
Al resolver congruencias cuadráticas del tipo x² ≡ a (mod n) en módulos primos o compuestos.
Al implementar o auditar primitivas criptográficas que requieren verificar la existencia de raíces cuadradas modulares.
Al evaluar símbolos de Jacobi (a/n) para números impares grandes de hasta 10¹⁸ en ejercicios de teoría de números.
Cómo funciona
1Reduce el valor 'a' módulo 'n' y comprueba la primalidad del módulo impar 'n' mediante Miller–Rabin determinista.
2Calcula el símbolo de Jacobi (a/n) aplicando las propiedades de reciprocidad cuadrática y el criterio de Euler si 'n' es primo.
3Si 'n' es primo y el símbolo es +1, aplica el algoritmo de Tonelli–Shanks (o la fórmula directa si n ≡ 3 mod 4) para calcular las raíces ±x.
4Si 'n' es compuesto con n ≤ 10⁵ y el símbolo es +1, ejecuta una búsqueda por fuerza bruta para confirmar si realmente existen soluciones modulares.
Casos de uso
Cálculo de raíces cuadradas en curvas elípticas sobre cuerpos finitos Fp para descompresión de puntos.
Resolución de ejercicios académicos de congruencias cuadráticas y reciprocidad cuadrática en álgebra abstracta.
Verificación rápida de no-residuos cuadráticos para generación de parámetros en criptografía de clave pública.
Ejemplos
1. Cálculo de raíz modular con módulo primo
Estudiante de criptografía
Contexto
Necesita comprobar si 10 tiene raíz cuadrada módulo 13 para completar una tarea de teoría de números.
Problema
Determinar si x² ≡ 10 (mod 13) tiene solución y encontrar los valores explícitos de x.
Cómo usarlo
Introduce a = 10, n = 13 y activa la casilla para resolver raíces cuadradas.
Resultado
El símbolo de Legendre resulta +1 y Tonelli–Shanks devuelve las raíces verificadas x = 6 y x = 7.
2. Evaluación de residuo con módulo compuesto
Investigador en matemáticas
Contexto
Analiza propiedades de residuos cuadráticos en módulos compuestos pequeños.
Problema
Comprobar si 2 es residuo cuadrático módulo 15 cuando el símbolo de Jacobi da +1.
Cómo usarlo
Introduce a = 2, n = 15 y ejecuta la verificación.
Resultado
El símbolo de Jacobi es +1, pero la verificación por fuerza bruta confirma que x² ≡ 2 (mod 15) no tiene solución.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre el símbolo de Legendre y el de Jacobi?
El de Legendre se define solo para módulos primos impares, mientras que el de Jacobi extiende la definición a cualquier entero impar compuesto.
¿Un símbolo de Jacobi igual a +1 garantiza que 'a' es un residuo cuadrático?
Solo si n es primo. Para módulos compuestos es una condición necesaria pero no suficiente; la herramienta usa fuerza bruta en n ≤ 10⁵ para decidirlo.
¿Qué algoritmo se utiliza para hallar las raíces cuadradas modulares?
Utiliza el algoritmo de Tonelli–Shanks, o la fórmula directa x ≡ a^((n+1)/4) mod n cuando el primo cumple n ≡ 3 (mod 4).
¿Cuáles son los límites de tamaño para los valores de entrada?
El módulo impar n admite valores entre 3 y 10¹⁸, mientras que el valor a puede tener hasta 10⁵¹² dígitos antes de reducirse módulo n.