Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Podzielność liczb całkowitych

Dane są liczby całkowite ab, różne od 0.

Jeśli iloraz ab

  • jest liczbą całkowitą, to mówimy, że liczba a jest podzielna przez liczbę b (liczba b jest dzielnikiem liczby a),

  • nie jest liczbą całkowitą, to mówimy, że liczba a nie dzieli się przez b (liczba b nie jest dzielnikiem liczby a).

W przypadku, gdy liczba a jest podzielna przez liczbę b, to istnieje taka liczba całkowita t, że:

a=bt

W przypadku, gdy liczba a nie jest podzielna przez b, to w wyniku dzielenia liczby a przez liczbę b otrzymujemy iloraz t (będący liczbą całkowitą) i resztę r.

a=tb+r
Twierdzenie o dzieleniu z resztą
Twierdzenie: Twierdzenie o dzieleniu z resztą

Dla każdej pary liczb całkowitych ab, różnych od 0, istnieje dokładnie jedna para liczb całkowitych tr  taka, że a=tb+r, gdzie 0<r<|b|.

Liczbę naturalną nazywamy liczbą pierwsząliczba pierwszaliczbą pierwszą, gdy ma dwa dzielniki – liczbę 1 i samą siebie.

Liczbę naturalną, większą od 1, nazywamy złożoną, gdy ma więcej niż dwa dzielniki.

Liczby 01 to liczby ani pierwsze, ani złożoneliczby ani pierwsze, ani złożoneliczby ani pierwsze, ani złożone.

Aby określić, czy liczba całkowita zapisana za pomocą wyrażenia arytmetycznego jest złożona, nie zawsze trzeba wykonywać pracochłonne obliczenia. W niektórych przypadkach można skorzystać ze wzorów skróconego mnożenia.

Przykład 1

Uzasadnimy, że liczba K=2122-1272 jest złożona i dzieli się przez 3.

Korzystając ze wzoru skróconego mnożenia na różnicę kwadratów, zapisujemy wyrażenie określające liczbę K w postaci iloczynu.

K=2122-1272
K=212-127212+127

Każda z liczb 212-127212+127 jest dzielnikiem liczby K. Zatem liczba K ma co najmniej 4 dzielniki naturalne (dzielnikami liczby K są również: liczba 1K), jest więc liczbą złożonąliczba złożonaliczbą złożoną.

Liczbę K można zapisać też w postaci

K=85·339

Ponieważ suma cyfr liczby 339 jest równa 15, więc liczba 339 dzieli się przez 3, a co za tym idzie i liczba K dzieli się przez 3, co należało wykazać.

Przykład 2

Wykażemy, że liczba M=7+57-5+7-57+5 jest liczbą parzystą.

Przedstawimy każdy z ułamków sumy określającej liczbę M, bez użycia niewymierności w mianowniku. Korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na różnicę kwadratów.

M=7+57-5+7-57+5
M=7+57-5·7+57+5+7-57+5·7-57-5

Teraz korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na kwadrat sumy i upraszczamy otrzymane wyrażenie.

M=7+5+2357-5+7+5-2357-5
M=242=12

Liczba 12 dzieli się przez 2, więc liczba M jest liczbą parzystą, co należało wykazać.

Pokażemy teraz, jak łatwo uzasadnić podzielność danej liczby, za pomocą wzoru skróconego mnożenia na kwadrat sumy dwóch wyrażeń.

Przykład 3

Wykażemy, że liczba A=172+292+986 jest podzielna przez 23.

Zauważmy, że wyrażenie 172+292+986 można zapisać w postaci kwadratu sumy liczb 1729.

Zatem

A=17+292=462

Liczba 46 jest iloczynem liczby 2 i liczby 23.

A=2·232=23·23·22=23·92

Zatem liczbę A  można zapisać w postaci iloczynu liczby 23 i liczby całkowitej 92, co oznacza, że liczba A  jest podzielna przez 23.

Podzielność liczb zapisanych za pomocą wyrażeń algebraicznych

Przypomnijmy:

  • liczbę naturalną parzystą można zapisać w postaci 2n, gdzie n;

  • liczbę naturalną nieparzystą można zapisać w postaci 2n+1, gdzie n;

  • liczba 0  jest liczbą parzystą;

  • najmniejsza liczba naturalna nieparzysta to 1;

  • kolejne liczby naturalne, z których najmniejszą jest n to: n, n+1, n+2, n+3, ...

Przykład 4

Wykażemy, że suma kwadratów trzech kolejnych liczb naturalnych w dzieleniu przez 3  daje resztę 2.

Oznaczmy:

n, n+1, n+2, gdy n - kolejne liczby naturalne.

Chcemy wykazać, że sumę kwadratów 3 kolejnych liczb naturalnych można zapisać w postaci sumy iloczynu liczby 3 i liczby naturalnej oraz liczby 2.

Zapisujemy i przekształcamy sumę kwadratów 3 kolejnych liczb całkowitych, korzystające ze wzoru skróconego mnożenia na kwadrat sumy.

n2+n+12+n+22=n2+n2+2n+1+n2+4n+4=
=3n2+6n+5=3n2+2n+1+2

Ponieważ liczba n2+2n+1 jest liczbą naturalną, zatem suma kwadratów 3 kolejnych liczb naturalnych w dzieleniu przez 3 daje resztę 2, co należało wykazać.

Przykład 5

Wykażemy, że różnica czwartych potęg dwóch liczb naturalnych, z których pierwsza przy dzieleniu przez 10 daje resztę 1, a druga przy dzieleniu przez 10 daje resztę 3, dzieli się przez 10.

Pierwszą z liczb możemy zapisać w postaci 10t+1, gdzie t, a drugą w postaci 10k+3, gdzie k.

Wtedy 10t+14-10k+34 to różnica czwartych potęg tych liczb.

Przekształcamy otrzymane wyrażenie (oznaczmy je W), stosując dwukrotnie wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów dwóch wyrażeń.

W=10t+14-10k+34=
=10t+12-10k+32·10t+12+10k+32
W=10t+1-10k-310t+1+10k+3·
·100t2+20t+1+100k2+60k+9
W=10t-10k-2·10t+10k+4·100t2+100k2+20t+60k+10

W ostatnim iloczynie wspólny czynnik to 10, wyłączamy go przed nawias.

W=10·10t-10k-2·10t+10k+4·10t2+10k2+2t+6k+1

Różnicę czwartych potęg dwóch liczb naturalnych, z których pierwsza przy dzieleniu przez 10 daje resztę 1, a druga przy dzieleniu przez 10 daje resztę 3, przedstawiliśmy w postaci iloczynu liczby 10 i liczby całkowitej

(10t10k2)(10t+10k+4)(10t2+10k2+2t+6k+1),

zatem różnica ta dzieli się przez 10, co należało wykazać.

Słownik

liczba pierwsza
liczba pierwsza

liczba naturalna n, która ma tylko dwa dzielniki 1n

liczba złożona
liczba złożona

liczba naturalna, większa od 1, która ma więcej niż dwa dzielniki

liczby ani pierwsze, ani złożone
liczby ani pierwsze, ani złożone

liczby 01