Слайд 1Делимость чисел
ГБОУ СОШ № 553
Учитель математики
Гусева Д.С.
Слайд 2В настоящее время свойства чисел, действия над ними изучаются разделом математики
- «теория чисел». Основной объект теории чисел - натуральные числа. Главное их свойство, которое рассматривает теория чисел, - это делимость чисел. Для быстрого выяснения делимости одного числа на другое существуют признаки делимости.
Слайд 3Признак делимости
- это правило, позволяющее сравнительно быстро определить, является
ли число кратным заранее заданному без необходимости выполнять фактическое деление. Как правило, основано на действиях с частью цифр из записи числа в позиционной системе исчисления (обычно десятичной).
Теорией чисел занимались К.Ф.Гаусс, П. Ферма,
Л Фибоначчи, П.Л.Чебышев и И.М.Виноградов.
Слайд 4Натуральные и целые числа
Определение 1. Числа, употребляемые при счёте предметов, называются
натуральными.
Определение 2. Натуральные числа, им противоположные и число 0 называются целыми числами
Слайд 5Делимое, делитель и частное
Определение 3. Говорят, что натуральное число a делится
на натуральное число b (пишут a:b) , если существует натуральное число q, такое, что b·q=a. При этом число a называется делимое, число b – делитель,
число q – частное. Число a называют также кратным числу b.
Слайд 6Классификация признаков делимости:
признаки делимости, основанные на последних цифрах числа;
признаки делимости, основанные
на сумме цифр числа;
признаки делимости, основанные на последней цифре числа и сумме цифр числа;
признаки делимости, связанные с разбиением цифр числа на группы (метод остатков).
Слайд 7Признаки делимости на 2, 4, 5 и 10
Признак делимости на 2.
Число делится на 2 тогда и только тогда, когда последняя цифра этого числа делится на 2.
Признак делимости на 4. Число делится на 4 тогда и только тогда, когда число, образованное двумя последними цифрами этого числа, делится на 4.
Признак делимости на 5. Если последняя цифра числа 5 или 0, то число делится на 5.
Признак делимости на 10. Если число оканчивается на 0, то оно делится на 10.
Слайд 8Признаки делимости на 3, 9
Признак делимости на 3. Число делится на
3, если его сумма цифр делится на 3
Аналогичный признак и для 9.
Признак делимости на 9. Если сумма цифр числа делится на 9, то само число делится на 9.
Слайд 9Признаки делимости на 6, 12,15.
Признак делимости на 6. Для того чтобы
число Х делилось на 6, необходимо и достаточно, чтобы оно делилось на 2 и на 3.
Признак делимости на 12. Для того чтобы число Х делилось на 12, необходимо и достаточно, чтобы оно делилось на 3 и на 4.
Признак делимости на 15. Для того чтобы число Х делилось на 15, необходимо и достаточно, чтобы оно делилось на 3 и на 5.
Слайд 10Теорема делимости составных чисел
Для того чтобы натуральное число делилось на
составное число n=bc, где числа b и c таковы, что НОД(b,c)=1, необходимо и достаточно, чтобы оно делилось на b и c.
Слайд 112 признака делимости на 7.
1 признак. Число делится на 7 тогда
и только тогда, когда результат вычитания удвоенной последней цифры из этого числа без последней цифры делится на 7 (364 делится на 7, так как 36 - (2 • 4) = 28 делится на 7).
2 признак. Для того, чтобы натуральное число делилось на 7 необходимо и достаточно, чтобы алгебраическая сумма чисел, образующих нечётные группы по три цифры (начиная с единиц) взятых со знаком «+» и чётных со знаком «-» делилась на сем (например, число 689255. Первая группа со знаком «+» (255), вторая со знаком «-» (689). Отсюда 255 + (-689) = -434. В свою очередь 434 : 7 = 62).
Слайд 12Признаки делимости на 11.
1) На 11 делятся только те числа, у
которых сумма цифр, стоящих на нечётных местах, либо равна сумме цифр, стоящих на чётных местах, либо отличается от неё на число, делящееся на 11.
2) Разность единиц и десятков. Ещё один признак делимости числа на 11: отнимайте единицы от десятков. Если результат делится на 11, то и само число тоже.
Слайд 133) Сумма блоков по две цифры
Число разделяется на группы по две
рядом стоящие цифры (если необходимо, добавляется нуль в конец или начало числа). Если сумма полученных чисел делится на 11, то и само число делится на 11.
Слайд 14Признаки делимости на 2n, 5n, 10n, 10n-1, 10n+1
Признак делимости на 2n:
Число
делится на n-ю степень двойки тогда и только тогда, когда число, образованное его последними n цифрами, делится на ту же степень. (n>0)
Признак делимости на 5n:
Число делится на n-ю степень пятёрки тогда и только тогда, когда число, образованное его последними n цифрами, делится на ту же степень. (n>0)
Слайд 15Признак делимости на 10n-1:
Разобьем число на группы по n цифр справа
налево (в самой левой группе может быть от 1 до n цифр) и найдем сумму этих групп, считая их n-значными числами. Эта сумма делится на 10n-1 тогда и только тогда, когда само число делится на 10n-1.
Признак делимости на 10n:
Число делится на n-ю степень десятки тогда и только тогда, когда n его последних цифр — нули.
Слайд 16Признак делимости на 10n+1
Разобьем число на группы по n цифр справа
налево (в самой левой группе может быть от 1 до n цифр) и найдем сумму этих групп с переменными знаками, считая их n-значными числами. Эта сумма делится на 10n+1 тогда и только тогда, когда само число делится на 10n+1.
Слайд 17
Пример
В шестизначном числе 1-я цифра совпадает с 4-й, 2-я с 5-й,
3-я с 6-й. Докажите, что это число кратно 7, 11, 13.
Решение.
Обозначим 1я – а, 2я – в, 3я – с , тогда число авсавс = 100000а + 10000в + 1000с + 100а + 10в + с =1000 (100а + 10в + с) + авс = 1000авс + авс = 1001авс = 11*7*13 => авс кратно 7,11,13.
Слайд 19Пример
Три цифры пятизначного числа – четверки. Найдите это число, зная, что
оно делится без остатка на 315.
Решение.
Так как 315= 5* 7* 9, то последняя цифра искомого числа 0 или 5. Если это 0, то одна из его цифр 6 (по признаку делимости на 9), но из чисел 4446, 4464, 4644, 6444 ни одно не делится на 7. Если же последняя цифра 5, то одна из цифр 1. Условию отвечает только число 44415.
Слайд 21Свойства отношения делимости.
1. Всякое число a, отличное от нуля делится на
себя.
2. Нуль делится на любое число, не равное нулю.
3. Если a⋮b и b⋮c, то a ⋮c.
Если a делится на b (b≠ 0) и b делится на a (a≠0), то числа a и b либо равны, либо являются противоположными числами.
4. Если в сумме целых чисел каждое слагаемое делится на некоторое число, то сумма делится на это число.
5. Если в разности целых чисел уменьшаемое и вычитаемое делятся на некоторое число, то разность делится на это число.
6. Если в сумме целых чисел все слагаемые, кроме одного, делятся на некоторое число, то сумма не делится на это число.
7. Если в произведении целых чисел один из множителей делится на некоторое число, то и произведение делится на это число
8. Если в произведении двух целых чисел один из множителей делится на m, а другой на n, и произведение делится на mn
Слайд 22При решении задач на делимость часто используются свойства, которые следуют из
перечисленных свойств и связаны с последовательным расположением целых чисел:
произведение n последовательных чисел делится на n;
произведение трех последовательных чисел делится на 6;
произведение двух последовательных четных чисел делится на 8
Слайд 23 Пример
Число a кратно 6. Докажите, что число a²−12a кратно 36.
Решение.
a кратно
6, значит a = 6m => a²-12a=
=(6m)²-12·6m=36m²-2·6·6m=36m²-2·36m=36(m²-2m) ⋮36, т.е. a²-12m кратно 36.
Слайд 24 Пример
Докажите, что сумма квадрата целого числа и самого числа есть число
четное.
Решение.
Пусть n - целое число. n²+n=n(n+1)- произведение 2-х последовательных чисел. Значит одно из них четное, а другое нечетное. Произведение четного и нечетного чисел есть число нечетное.
Слайд 25 Пример
Делится ли 1715+1716+2717+2718 на 18?
Решение.
1715+1716+2717+2718 =1715(1+17)+2717(1+27)= =1715·18+2717·28. Чтобы число делилось
на 18, нужно, чтобы каждое слагаемое суммы делилось на 18. Или на 2 и 9. Первое слагаемое делится на 18. Второе слагаемое делится на 2 (28- четное) и на 9 (т.к. 27 делится на 9), следовательно, 2717·28 делится на 18. Т.е. 1715+1716+2717+2718 делится на 18.
Слайд 26Деление с остатком.
Для любого целого числа a и натурального числа b
существует единственная пара целых чисел q и r, таких, что a=bq+r, где 0 ≤ r < b. q-целое, r- натуральное или нуль, причем r может принимать лишь b различных значений 0,1,2,… b-1.
Если остаток равен нулю, то a делится на b.
Слайд 27 Пример
Докажите, что сумма квадратов двух последовательных целых чисел при делении на
4 дает остаток 1.
Решение.
Пусть эти числа 2k и 2k+1. Тогда (2k)²+(2k+1)²=4k²+4k²+4k+1=4(2k²+k) +1. Т.е. число делится на 4 и остаток 1.
Слайд 28 Пример
Число a кратно 3.Может ли остаток от деления числа a на
12 быть равным 2?
Решение.
Пусть a делится на 3. Тогда a=3n. Пусть a делится на 12. Тогда a=12m+2. Имеем 3n=12m+2: 3n делится на 3 и 12m делится на 3. Следовательно, 2 делится на 3, что невозможно, значит остаток не может быть равным 2
Слайд 29 Пример
Четные числа a и b, не кратные 6, при делении на
6 дают разные остатки. Докажите, что сумма a+b делится на 6.
Решение.
По условию a – четное, значит a=2n и a= 6k+?1. Т.к. a- четное, 6k –четное, то и ?1- четное; Аналогично, b- четное, b=6p+?2, 6p-четное, значит ?2- четное;
При делении на 6 остатки могут быть:1,2,3,4,5. Т.к. остатки четные, то ?1=2, а ?2=4.
a+b=6k+?1+6p+?2=6(k+p)+(?1+?2)=6(k+p)+6 – сумма делится на 6.
Слайд 30 Простые и составные числа.
Определение 1. Простым числом называется натуральное число,
отличное от 1 и такое, которое делится только на 1 и на самого себя. Поскольку на 1 и на самого себя делится любое натуральное число, то из этого определения вытекает, что у простого числа других делителей нет.
Определение 2. Составным числом называется натуральное число, отличное от 1 и не являющееся простым. Следовательно, у составного числа существует, по крайней мере, один делитель, отличный от 1 и самого числа.
Слайд 31
Определение 3. Делители составного числа, отличные от 1 и самого числа,
называются множителями
(Например, числа 2 , 3 , 5 , 7 , 11 , 13 , 17 и т.д. являются простыми. Числа 4 , 6 , 8 , 9 , 10 , 12 и т.д. являются составными)
Слайд 32 Задача
Доказать, что полусумма двух последовательных простых чисел больших 2 является составным
числом.
Слайд 33 Решение.
Поскольку все простые числа большие 2 являются нечетными числами, то их
сумма будет четным числом, а полусумма - натуральным числом.
Это натуральное число будет больше, чем меньшее из заданных последовательных простых чисел, и меньше, чем большее из них.
Так как заданные простые числа являются последовательными простыми числами, то между ними не может быть других простых чисел, а, значит, их полусумма является составным числом.
Слайд 34Каноническое разложение числа на простые множители.
Слайд 35Основная теорема арифметики
Любое целое число a, которое больше 1, можно разложить
на произведение простых множителей p1, p2, …, pn, при этом разложение имеет вид a=p1·p2·…·pn, причем это разложение единственно, если не учитывать порядок следования множителей. Любое натуральное число, отличное от 1 , можно представить в виде произведения множителей, являющихся простыми числами, причем единственным образом
Слайд 36В разложении числа простые множители могут повторяться. Повторяющиеся простые множители можно
записать более компактно, используя степень числа. Пусть в разложении числа a простой множитель p1 встречается s1 раз, простой множитель p2 – s2 раз, и так далее, pn – sn раз. Тогда разложение на простые множители числа a можно записать как a=p1s1·p2s2·…·pnsn. Такая форма записи называется каноническим разложением числа на простые множители
Слайд 37Алгоритм разложения числа на простые множители
1)Последовательно перебирая числа из таблицы простых
чисел, находим наименьший простой делитель p1 числа a, после чего вычисляем a1=a:p1. Если a1=1, то число a – простое, и оно само является своим разложением на простые множители. Если же a1 на равно 1, то имеем a=p1·a1 и переходим к следующему шагу.
2)Находим наименьший простой делитель p2 числа a1, для этого последовательно перебираем числа из таблицы простых чисел, начиная с p1, после чего вычисляем a2=a1:p2. Если a2=1, то искомое разложение числа a на простые множители имеет вид a=p1·p2. Если же a2 на равно 1, то имеем a=p1·p2· a2 и переходим к следующему шагу.
Слайд 383)Перебирая числа из таблицы простых чисел, начиная с p2, находим наименьший
простой делитель p3 числа a2, после чего вычисляем a3=a2:p3. Если a3=1, то искомое разложение числа a на простые множители имеет вид a=p1·p2·p3. Если же a3 на равно 1, то имеем a=p1·p2·p3·a3 и переходим к следующему шагу.
4)Находим наименьший простой делитель pn числа an-1, перебирая простые числа, начиная с pn-1, а также an=an-1:pn, причем an получается равно 1. Этот шаг является последним шагом алгоритма, здесь получаем искомое разложение числа a на простые множители: a=p1·p2·…·p
Слайд 39Все результаты, полученные на каждом шаге алгоритма разложения числа на простые
множители, для наглядности представляют в виде следующей таблицы, в которой слева от вертикальной черты записывают последовательно в столбик числа
a, a1, a2, …, an, а справа от черты – соответствующие наименьшие простые делители p1, p2, …, pn.
Осталось лишь рассмотреть несколько примеров применения полученного алгоритма для разложения чисел на простые множители
Слайд 40 Пример
Число 609 840=2·2·2·2·3·3·5·7·11·11, его каноническая форма записи имеет вид 609840=24·32·5·7·112.
Каноническое
разложение числа на простые множители позволяет найти все делители числа и число делителей числа.
Слайд 41 Пример.
Разложить на множители число 816 .
Решение.
816=2·408=2·2·204=2·2·2·102=2·2·2·2·51=2·2·2·2·3·17=24·3·17
Равенство 816=24·3·17и есть единственное разложение
числа 816 на простые множители. Простыми множителями в данном примере являются числа 2 , 3 и 17.
Слайд 42Задача
У натурального числа n ровно 3 различных простых делителя, у числа
11n таких делителей тоже 3, а у числа 6n — четыре. Сумма цифр наименьшего такого числа n равна?
Слайд 43 Решение
Поскольку у числа 11n столько же различных простых делителей, сколько у
n, то n делится на 11. Из того, число 6n имеет на один простой делитель больше, следует, что либо 2 делит n, а 3 не делит, либо наоборот. Итак, нам нужно найти самое маленькое из чисел, список различных простых делителей которого состоит из 11, точно одного из чисел 2 и 3, и еще какого-то простого числа. Ясно, что это произведение 2*11*5=110.
Ответ — А.
Слайд 44 Пример:
Найдите все простые числа p, для которых число p²+2 также простое.
Решение.
Проверим. Пусть p=2. Т.к. p²+2=2²+2=6- составное, то p≠2. Пусть p=3. Тогда p²+2=11- простое число. Покажем теперь, что нет простых чисел p>3, для которых p²+2- простое число. Пусть p>3- простое число, тогда p не делится на 3, значит по теореме о делении с остатком p=3n+1 или p=3n+2, где n- натуральное число. Если p=3n+1, то p²+2=3(3n²+2n+1) делится на 3, т. е. не является простым. Если же p=3n+2, то p²+2=3(3n²+4n+2) также делится на 3, т.е. не является простым
Слайд 45При решении задач на делимость часто применяется принцип Дирихле:
Если m и
n – натуральные числа и
m > n, то при разбиении множества, состоящего из m элементов, на n классов, хотя бы в один из классов попадёт более одного (не менее двух) элемента.
Если в множестве А меньше элементов, чем в множестве В, то обязательно от некоторых элементов множества А должно исходить более одной стрелки.
Слайд 46Это свойство неравночисленных множеств получило название принципа Дирихле, по имени известного
немецкого математика Петера Густава Лежена Дирихле. В простой форме принцип формулируется так: «Если вещей у нас больше, чем ящиков, по которым мы хотим их разложить, то, по крайней мере, в одном из ящиков должно быть две или более число вещей». Или этот принцип высказывают в шутливой форме: «Нельзя посадить семерых зайцев в три клетки так, чтобы в каждой клетке находилось не больше двух зайцев».
Слайд 47 Пример 1.
Докажите, что среди 25 учеников класса, по крайней мере, трое
родились в одном месяце.
Решение:
Допустим, что в каждом месяце родилось не более 2 школьников. Тогда на 12 месяцев приходится не более 24 детей. Противоречие.
Слайд 48 Пример 2.
В клуб «Миллионеры России» вступили миллион миллионеров. В анкетах они
оценили свой капитал от 10 млн. до 10 млрд. рублей (с округлением до одного миллиона). Можно ли утверждать, что найдется более ста миллионеров с одинаковыми «анкетными данными»?
Решение.
Можно. В противном случае каждую анкетную сумму (9991 различное значение) имеете не менее 100 миллионеров, то есть всего их не более 999100.