Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

"Признаки делимости натуральных чисел" - это тема первого факультативного занятия по математике «Итоговое повторение школьного курса математики» (10 класс). Здесь представлены основные определения, теоремы, формулы и опорные примеры по рассматриваемой теме. Изложены вопросы делимости суммы и делимости произведения. Доказаны признаки делимости на числа, оканчивающиеся цифрами 1, 3, 7, 9. Выведены признаки делимости на 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 18, 24, 25, 125 и общий признак делимо...
Раздел Математика
Класс -
Тип Конспекты
Автор
Дата
Формат doc
Изображения Есть
For-Teacher.ru - все для учителя
Поделитесь с коллегами:

Факультативные занятия по математике


«Итоговое повторение школьного курса математики» (10 класс)


Занятие № 1. Признаки делимости натуральных чисел

Основные определения, теоремы, формулы и опорные примеры

В некоторых случаях, не производя деление натурального числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на натуральное число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», можно ответить на вопрос, выполнимо ли деление Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» без остатка или нет. Ответ на этот вопрос получается с помощью различных признаков делимости.

1. Делимость суммы. Если каждое слагаемое делится на некоторое число, то и сумма делится на это число.

Доказательство.Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Так, не выполняя сложения, можно установить, что сумма 48+64+96 делится на 16 - ведь каждое слагаемое этой суммы делится на 16.

Не следует считать, однако, что если каждое слагаемое суммы не делится на какое-то число, то и сумма не делится на это число. Например, сумма 37 + 19 делится на 4, хотя ни 37, ни 19 ре являются кратными числа 4. Таким образом, сформулированное условие является достаточным, но не является необходимым, для делимости суммы Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Делимость произведения. Если в произведении хотя бы один из сомножителей делится нацело на некоторое число, то и произведение делится на это число.

Доказательство.Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Так, не выполняя умножения, можно утверждать, что произведение Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 5 - ведь 105 делится на 5.

Как и в предыдущем случае, сформулированное условие является достаточным для делимости произведения Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», но не является необходимым. Например, произведение Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 36, в то время, как ни 12, ни 18 на 36 не делятся.

2. Признаки делимости на числа, оканчивающиеся цифрами 1, 3, 7, 9. Они удобны для не особо больших чисел.

Делимость данного числа на какое-либо из чисел, оканчивающихся цифрами 1, 3, 7, 9, сведем к делимости на это число некоторой суммы, задаваемой определенным образом. Продемонстрируем это на примерах.

Так, при выяснении вопроса о делимости конкретного целого числа на 19 надо рассмотреть сумму из двух слагаемых, первое из которых будет представлять произведение постоянного множителя 2 на цифру единиц данного числа, а второе - число его десятков. Замечаем: если полученная при этом сумма будет делиться на 19, то и испытываемое число будет делиться на 19; если же полученная при этом сумма не будет делиться на 19, то и испытываемое число не будет делиться на 19. Например, числу 247 соответствует построенная указанным способом сумма 2∙7 + 24 = 38, 38 делится на 19, следовательно, на 19 делится и 247. Условимся это записывать так: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Приведем еще несколько примеров.

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Таким образом, есть гипотеза: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

В случае выяснения вопроса о делимости чисел на 29 также будем представлять их в виде аналогичной суммы, как и при делимости на 19, но с другим постоянным множителем: теперь он будет равен 3. Например:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Возникает вторая гипотеза: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Совершенно также можно рассмотреть примеры делимости чисел на 39, 49, 59, … с постоянными множителями соответственно 4, 5, 6, …

Проведем в общем виде рассуждения о делимости чисел на числа, оканчивающиеся на 9, т. е. на числа вида Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Сформулируем признак делимости на числа вида Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» в виде теоремы (при этом будем использовать тот факт, что любое целое число можно представить в виде Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»).

Теорема 1. Число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», т. е. на число, оканчивающееся цифрой 9, тогда и только тогда, когда на это число делится сумма Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Д о к а з а т е л ь с т в о.

Рассмотрим тождество Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= 10(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел») - Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»). Так как Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел») делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и 10(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел») одновременно либо делятся, либо не делятся на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Итак, теорема 1 доказана. Гипотезы верны. Следовательно, чтобы определить, делится ли Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», надо рассмотреть число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и проверить его делимость на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Например, пусть Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» т. е. проверим делимость некоторых чисел на 59:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

178Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

В этом случае Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Сформулируем теперь признак делимости на числа, оканчивающиеся на цифру 1, т. е. на числа вида Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»− множество, состоящее из всех натуральных чисел и нуля).

Теорема 2. Число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» тогда и только тогда, когда на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Доказательство теоремы 2 следует из тождества

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел») -10(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»).

Действительно, так как Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел») делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и 10(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел») одновременно либо делятся, либо не делятся на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Теорема 2 доказана.

Итак, чтобы определить, делится ли данное число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», т. е. на число, оканчивающееся на 1, необходимо проверить делимость на него числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Приведем примеры.

Пусть Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» т. е. рассматриваем признак делимости на 71:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

В этом случае Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Аналогично можно доказать признаки делимости на числа, оканчивающиеся на 3 и на 7.

Теорема 3. Число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», т. е. на число, оканчивающееся на цифру 3, тогда и только тогда, когда Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Д о к а з а т е л ь с т в о.

Так как Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»=10Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» одновременно или делятся, или не делятся на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», что и требовалось доказать.

Обратим внимание, что здесь постоянный множитель Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Из теоремы 3 можно получить многочисленные следствия. В частности, удобно пользоваться на практике следующим признаком делимости на 13.

Следствие. Число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 13 тогда и только тогда, когда Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 13. Действительно, при Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» получаем: ((Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»)Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Другое доказательство этого следствия основывается на представлении Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» в виде Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Теорема 4. Число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», т. е. на число, оканчивающееся на цифру 7, тогда и только тогда, когда Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», гдеФакультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Д о к а з а т е л ь с т в о.

Поскольку Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» одновременно или делятся, или не делятся на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», т. е. утверждение доказано.

Заметим, что и здесь постоянный множитель Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Из теоремы 4 можем получить практические следствия. Так, очень удобно пользоваться следующим признаком делимости на 7.

Следствие. Число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 7 тогда и только тогда, когда Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 7. Действительно, при Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» получаем: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Другой способ доказательства этого следствия можно получить так. Запишем данное число по-другому: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Первое из двух полученных слагаемых делится на 7. Сумма будет делиться на 7 тогда и только тогда, когда и второе слагаемое будет делиться на 7. А это возможно тогда и только тогда, когда Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 7

Приведем примеры:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

В этом случае Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Использование признаков делимости на числа, оканчивающиеся на цифру 1, 3, 7, 9, позволяет последовательно переходить к числам, имеющим на один разряд меньше, к которым снова следует применять тот же признак (например, признак делимости на 7) до тех пор, пока не доберемся до числа, делимость которого (например, на то же число 7) проверяется элементарно. Таким образом, получен вполне определенный алгоритм.

3. Признаки делимости на 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 18, 24, 25, 125 и общий признак делимости.

Для вывода признаков делимости на 2 («чет-нечет»), 4, 5, 8, 25, 125 воспользуемся десятичной записью чисел. Так, число 7018 = 7∙1000 + 0∙100 + 1∙ 10 + 8 = 7∙ Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»+ 0∙ Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»+ 1∙ 10 + 8. В общем виде в позиционной десятичной записи число а = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(черта наверху показывает, что мы рассматриваем не произведение чисел Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»а десятичную запись числа а).

Лемма. Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» то число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» в том и только в том случае, когда на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Д о к а з а т е л ь с т в о.

Если существует такое натуральное число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» что Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делятся все числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Поэтому число а имеет при делении на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» тот же остаток, что и число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»что и требовалось доказать.

Так как число 10 делится на 2, то по лемме имеем: число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 2 в том и только в том случае, когда на 2 делится число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(т. е. цифра в разряде единиц равна 0, 2, 4, 6 или 8).

Аналогично из того, что 10 делится на 5, из леммы вытекает: число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 5 в том и только в том случае, когда на 5 делится число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(т. е. цифра в разряде единиц равна 0 либо 5).

Далее, число 100 делится на 4 и на 25. Согласно лемме: число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 4 в том и только в том случае, когда на 4 делится число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(т. е. двузначное число, составленное из цифр в разрядах десятков и единиц числа а); число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 25 в том и только в том случае, когда на 25 делится число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(т. е. двузначное число, составленное из цифр в разрядах десятков и единиц числа а).

Аналогично, так как число 1000 делится на 8 и на 125, то согласно лемме: число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 8 в том и только в том случае, когда на 8 делится число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(т. е. трехзначное число, составленное из цифр в разрядах сотен, десятков и единиц числа а); число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 125 в том и только в том случае, когда на 125 делится число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(т. е. трехзначное число, составленное из цифр в разрядах сотен, десятков и единиц числа а).

Докажем теперь следующий общий признак делимости, принадлежащий французскому ученому Блезу Паскалю (1623 - 1662 г.г.):

Если остаток от деления Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» равен Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то остаток от деления числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»совпадает с остатком от деления на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»(в частности, если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то и число а делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»).

Д о к а з а т е л ь с т в о.

В самом деле, так как остаток от деления числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» равен Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» можно записать в виде Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Поэтому имеем: а = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Слагаемое Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Поэтому числа а и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» имеют одинаковые остатки при делении на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Признак делимости Паскаля доказан.

Заметим, что остатки от деления на 3 чисел 10, 100, 1000, и т. д. равны 1. Поэтому по признаку Паскаля получаем: число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 3 в том и только в том случае, когда на 3 делится сумма Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», т. е. сумма цифр десятичной записи этого числа.

Аналогично остатки от деления на 9 чисел 10, 100, 1000, и т. д. равны тоже 1. Поэтому по признаку Паскаля получаем: число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 9 в том и только в том случае, когда на 9 делится сумма Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», т. е. сумма цифр десятичной записи этого числа.

Существуют и другие признаки делимости на 7 и на 13. Заметим, что 7∙ 11∙ 13 = 1001. Но 1001 = 1000 + 1, 1 000 000 = 1001∙ 999 + 1, 1 000 000 000 = 1001∙ 999 001 - 1 и т. д. Применяя рассуждения, аналогичные проведенным при выводе признака делимости Паскаля, получаем признаки делимости на 7 и на 13 в таком виде: чтобы узнать, делится ли натуральное число а на 7 или на 13, надо разбить его десятичную запись справа налево на группы по три цифры в каждой (самая левая группа может содержать две или одну цифру) и взять группы с нечетными номерами со знаком минус, а с четными номерами со знаком плюс. Если значение получившегося выражения делится на 7 (соответственно на 13), то и заданное число делится на 7 (соответственно на 13). Например, число 459 348 965 866 делится на 7, но не делится на 13, так как выражение 459 - 348 + 965 - 866 = 210, а 210 делится на 7, но не делится на 13.

Выведем теперь признак делимости на 11. Имеем:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

и т. д. Следовательно, при Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» по признаку делимости Паскаля Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»=Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Таким образом, на 11 делятся все те и только те числа, у которых разность между суммой цифр, стоящих на четных местах, и суммой остальных цифр делится на 11.

Приведем и более строгое обоснование признака делимости на 11 с использованием формулы Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Справедливость этой формулы устанавливается непосредственным раскрытием скобок и приведением подобных членов в ее правой части. А сама формула показывает, что число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 11. Но тогда делится на 11 и число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», а потому число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» дает при делении на 11 остаток 10. Далее число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» можно записать в виде Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Так как Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 11. Но Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и поэтому Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» дает при делении на 11 остаток 1. Применяя признак делимости Паскаля, получаем, что числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» имеют один и тот же остаток при делении на 11. Заметим, что 10 = 11 - 1, а потому Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Отсюда видно, что число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 11 в том и только в том случае, когда делится на 11 выражение Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Из общего признака Паскаля можно вывести и другие частные признаки делимости. Представляется целесообразным установить, например, еще такой признак делимости на 7, 11, 13: на 7, 11 или 13 делятся те и только те числа, у которых разность между числом, выраженным тремя последними цифрами, и числом, выраженным остальными цифрами (или наоборот), делится соответственно на 7, на 11 или на 13. Найдут применение и признаки делимости на 6, 12, 18, 24 и т. д. Например, на 6 делятся те и только те числа, которые делятся на 2 и на 3; на 12 делятся те и только те числа, которые делятся на 3 и на 4; на 18 делятся те и только те числа, которые делятся на 2 и на 9.

Полезно доказать самостоятельно в общем виде следующие признаки.

Для делимости числа а на целый делитель Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» необходимо и достаточно, чтобы на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делилась последняя грань числа а из Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» цифр.

Для делимости числа а на целый делитель Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» необходимо и достаточно, чтобы на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делилась сумма Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»-цифирных граней числа а. Например, 999 Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»27. Для делимости числа на 27 нужно, чтобы его сумма трехцифирных граней делилась на 27.

Для делимости числа а на целый делитель Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» необходимо и достаточно, чтобы на Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делилась сумма его Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»-цифирных граней, взятых со знаком «плюс», если грань стоит на нечетном месте, и со знаком «минус» − если на четном (т. е. знаки граней чередуются).

Тогда, чтобы вывести признак делимости на заданное число, например, на 11, можно представить 11 как Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», а можно рассматривать 11 как делитель числа 99 = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Аналогично придется поступать и в случае других чисел. Так, число 13 - делитель числа 1001 = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Запомним, что целое число делится:

-на 2, если последняя его цифра делится на 2;

-на 3, если сумма его цифр делится на 3;

-на 4, если число, состоящее из двух его последних цифр, делится на 4;

-на 5, если его последняя цифра либо 0, либо 5;

-на 9, если сумма его цифр делится на 9;

-на 10, если его последняя цифра 0;

-на 11, если разность суммы цифр, стоящих на четных местах, и суммы цифр, стоящих на нечетных местах, делится на 11.

4. Применение признаков делимости при решении задач.

Пример 1. Можно ли представить число 2005! в виде суммы 2005 нечетных натуральных чисел? (Обозначение: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»! = 1 ∙ 2 ∙ 3 ∙…∙ Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»)

Нет. Число 2005! четно, а требуемая сумма нечетна.

Пример 2. Найти общие делители чисел: 247247, 612612, 538538, 759759, 173173.

Ясно, что все они делятся на 1. Далее, любое из них можно записать в виде Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Последнее число можно прочитать как Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» тысяч и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» единиц, т. е. Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»∙ 1000 + Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» = 1001∙ Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» = 7 ∙ 11 ∙ 13Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Значит, числа данного вида делятся не только на 1, но и на 7, на 11, на 13, на 77, на 91, на 143, на 1001. Это - натуральные общие делители данных чисел. Отрицательными общими делителями данных пяти чисел являются соответственно - 1, - 7, - 11, - 13, - 77, - 91, - 143, - 1001.

Пример 3. Найти наименьшее натуральное число, которое при делении на 2 дает остаток 1, при делении на 3 - остаток 2, при делении на 4 - остаток 3, при делении на 5 - остаток 4, при делении на 6 - остаток 5, при делении на 7 - остаток 6, при делении на 8 - остаток 7 и при делении на 9 - остаток 8.

Обратим внимание на то, что делитель каждый раз всего лишь на 1 больше остатка, т. е. искомое число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» можно записать следующими способами: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» = 2Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Прибавим теперь к обеим частям каждого из записанных равенств по 1. Получим: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Тогда натуральное число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» по условию задачи является наименьшим из делящихся на 2, 3, …, 9. Но произведение 2 ∙ 3 ∙ 4 ∙ 5 ∙ 6 ∙ 7 ∙ 8 ∙ 9 кратно числам 9, 8, 7, 5. Стало быть, наименьшим числом из делящихся на 2, 3, …, 9 будет число, равное произведению 9 ∙ 8 ∙ 7 ∙ 5 = 2520. Значит, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» = 2520, а Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» = 2519.

Пример 4. Найти наименьшее натуральное число, которое при делении на 4, 5, 9, и 11 дает остатки соответственно 3, 4, 8 и 10. Ответ: 1979.

Пример 5. Кузнечик прыгает по прямой, причем в первый раз он прыгнул на 1 см в какую-то сторону, во второй - на 2 см, в третий - на 3 см и т. д. Докажите, что после 125 прыжков он не сможет оказаться в том месте, откуда начинал прыгать в первый раз.

По прямой можно двигаться в двух противоположных направлениях. Ясно, что ответ должен годиться для любого варианта последовательности прыжков. Заметим, что кузнечику за 125 прыжков предстоит преодолеть расстояние 1 + 2 + 3 + … + 124 + 125 = (1 + 125) ∙125/2 = 7875 см. Но на сколько бы ни отдалился кузнечик от начальной точки, возвращаясь, ему придется преодолеть это же самое расстояние. Значит, сумма «пропрыганных» им расстояний туда и обратно должна выражаться четным числом, а число 7875 - нечетное. Поэтому кузнечик не сможет после 125 прыжков вернуться в ту же точку, из которой он начинал прыгать.

Пример 6. Может ли сумма попарных произведений трех последовательных чисел быть равной 3000?

Нет. Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» не делится на 3.

Пример 7. Докажите, что разность квадрата нечетного числа и единицы кратна 4.

При любом натуральном Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» является нечетным. По условию задачи Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»т. е. Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» кратно 4.

Заметим также, что рассмотренные признаки делимости чисел существенно связаны с представлением чисел именно в десятичной системе исчисления. Эти признаки, вообще говоря, неприменимы при других системах исчисления. Так, если основание системы исчисления обозначить Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то любое число N можно записать в виде: N = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Тогда, рассуждая, как и в случае десятичной системы исчисления, получим теорему: Данное число N делится на число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» тогда и только тогда, когда сумма произведений цифр числа N на остатки, полученные от деления соответствующих степеней основания системы исчисления (Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел») на число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», делится на это число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Например, на любое данное число, большее единицы, для чисел, записанных в системе исчисления, основанием которой является это же число, делятся те и только те числа, которые оканчиваются цифрой 0.

Литература.

Мазаник А. А. Делимость чисел и сравнения: Учебный материал для факультативных занятий. - Мн.: Народная асвета, 1971. - 64 с.

Упражнения.

1. Установить без калькулятора,

а) делится ли 380023 на 7? б) делится ли 380023 на 233?

Решение. а)380023Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Попробуйте установить то же самое с помощью рассмотренных выше других признаков делимости на 7.

2. Верно ли, что если а) в трехзначном числе средняя цифра равна сумме крайних, то число кратно 11? б) в пятизначном числе сумма крайних и средней цифр равна сумме остальных цифр, то 11 делит это число?

Поиск решения а) приводит к следующим рассуждениям.

Пусть, например, таким числом будет 385. Убедиться, что это число делится на 11, можно либо непосредственным делением, либо разложением числа на простые множители, либо представлением числа в десятичной системе исчисления. Представим число 385 в виде: 3 ∙ 100 + 8 ∙ 10 + 5. Вспомним об условии задачи и используем его: 3 ∙ 100 + (3 + 5) ∙ 10 + 5 = (3 ∙ 100 + 3 ∙ 10) + (5 ∙ 10 + 5) = 30(10 + 1) + 5(10 + 1) = 30 ∙ 11 + 5 ∙ 11 = 11 ∙ 35, т. е. 385Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Частный случай обнажил способ решения задачи в общем виде. При Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» для трехзначного числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», записанного в общем виде, аналогично имеем: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Другой способ (с использованием теоремы 2 при Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел») ведет к рассуждениям сразу в общем виде: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Третий способ: разность между цифрой, стоящей на четном месте, и суммой остальных цифр равна 0, 0Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»11, значит, и трехзначное число, обладающее указанным свойством, делится на 11.

3. Докажите, что число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится и на 73, и на 137. (Указание: 73 ∙ 137 = 10001).

4. Назовем шестизначное число «хорошим», если сумма его цифр делится на 7. Быть «хорошими» могут и пары соседних шестизначных чисел. Например, 950 000 и 949 999. Таких пар 12. Найдите остальные пары «хороших» шестизначных чисел.

5. Докажите, что а) число 2006 можно представить в виде частного от деления квадрата некоторого натурального числа на куб некоторого натурального числа; б) любое натуральное число можно представить в таком же виде, как и 2006.

Решение. а) Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

6. а) На математическом конкурсе было предложено несколько простых и несколько сложных задач. Участнику давали 3 очка за решение сложной и 2 очка за решение простой задачи. Кроме того, за каждую нерешенную простую задачу списывалось 1 очко. Саша решил 10 задач и набрал 14 очков. Сколько было простых задач?

б) Вдоль забора растут 8 кустов малины. Число ягод на соседних кустах отличается на 1. Может ли на всех кустах вместе быть 225 ягод? (Ответ: нет.)

Решение. а) Если бы все задачи на конкурсе были сложными, то Саша набрал бы 3∙10 = 30 очков. На каждой же простой задаче, независимо от того, решил ее Саша или нет, он теряет одно очко (т. е. получает на одно очко меньше, чем в том случае, если бы та же задача считалась сложной). Так как 14 = 30 - 16, то простых задач было 16.

7. а) Билет на транспорте считается «счастливым», если сумма первых трех цифр его шестизначного номера совпадает с суммой последних трех цифр. Докажите, что сумма номеров всех «счастливых» билетов делится на 13.

б) Можно ли из стержней с длинами 1, 2, 3, …, 199 используя их все, изготовить каркас куба? (Ответ: нет.)

Решение. а) Пусть Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»трехзначные грани «счастливого» номера. Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то номер Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» (разность трехзначных граней Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» должна делиться на 13). ЕслиФакультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то номер Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»сложим с номером Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» : Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»+Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»+Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», их сумма делится на 13.

8. Запишите любое 10-значное число и определите с помощью признаков деления натуральных чисел, делится ли оно на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,13.

9. Докажите, что Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 3.

10. Докажите, что квадрат нечетного числа есть число нечетное.

11. Докажите, что сумма двух четных (нечетных) чисел есть число четное.

12. Докажите, что произведение двух нечетных чисел нечетно. Верно ли обратное утверждение?

13. Докажите, что разность Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 9, если разность Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 3, где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»натуральные числа.

Решение 1. При доказательстве делимости какого-либо натурального числа, заданного формулой, часто может помочь разложение его на множители. Попробуем реализовать эту идею. В данном случае имеем:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Применим свойство делимости суммы: если каждое из слагаемых суммы делится на данное число, то и сумма делится на это число. Так как Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 3, то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»тоже делится на 3. Следовательно, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» также делится на 3.

Далее используем свойство делимости произведения: если каждый из двух множителей произведения делится на данное число, то произведение делится на квадрат данного числа. Значит, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 9, т. е. Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 9.

Решение 2. Заметим, что число, кратное трем, можно записать в виде Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Тогда Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»а Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Подставим полученное представление Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» в рассматриваемое выражение:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Следовательно, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 9.

Решение 3. Представим разность кубов Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» в следующем виде:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Так как Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 9 и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» тоже делится на 9, то число Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 9.

Решение 4. Прежде всего, заметим, что если разность двух чисел делится на некоторое данное число, то каждое из этих чисел при делении на данное число дает один и тот же остаток. Поскольку Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 3, то каждое из чисел Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» при делении на 3 дает один и тот же остаток, скажем, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»т. е. Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» При этом Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»может равняться 0, 1 или 2. Поэтому все натуральные числа можно разбить на три множества - на числа вида Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»и проверить, верно ли утверждение для каждого случая отдельно.

Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»=Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 9.

Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Следовательно, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 9.

Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»тоФакультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Значит, и в этом последнем случае Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 9.

Таким образом, требуемое доказано полностью.

Решение 5. ПустьФакультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Тогда Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»т. е.Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Следовательно, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 9.

14. Доказать, что Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 6, где Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

Решение 1. Преобразуем данный двучлен:

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»

В этой сумме первое слагаемое, т. е. Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»произведение трех последовательных натуральных чисел, из которых одно делится на 3, и хотя бы одно делится на 2, следовательно, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 6. Второе слагаемое, т. е. Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» при всех Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» также делится на 6. Отсюда следует, что Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 6 при всех Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

Первое приведенное решение доступно учащимся, начиная с 7 класса.

Решение 2. При делении числа Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» на 6 могут получиться остатки 0, 1, 2, 3, 4, 5, поэтому оно может быть представлено в виде Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» Проверим делимость на 6 данного выражения, т. е. Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» во всех случаях.

Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 6.

Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»то

Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 6.

Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»то Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 6.

Если Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»тоФакультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 6.

Итак, при любом натуральном Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» выражение Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 6.

Решение 3. Так как 6 = 2·3, где 2 и 3 - взаимно простые числа, то вопрос о делимости выражения Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»на 6 сводится к вопросу о делимости его на 2 и на 3.

Рассматриваемое произведение Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» при любом Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится на 2, так как при Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» первый множитель, а при Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» второй множитель делится на 2.

Проверим делимость данного выражения на 3.

Пусть Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»тогда Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 3.

Пусть Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»тогда

(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»делится на 3.

Значит, выражение Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» при любом Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» делится и на 2 и на 3, следовательно, оно делится на 6.

Второе и третье приведенные решения доступны учащимся, начиная с 8 класса. В 10 - 11 классах доказательство может быть проведено методом математической индукции.

15. Что собой представляют множество натуральных чисел и множество целых чисел?

Ответ: множество натуральных чисел N = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», множество целых чисел Z = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

16. Любое целое число записывается с помощью цифр. Как записывается любое трехзначное число, состоящее из Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» сотен(Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»), Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»десятков и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» единиц?

Ответ: Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел». Например, 327 = Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел».

17. Как записывается формула деления натурального числа А на натуральное число В с остатком Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»? Как записываются формулы четных и нечетных чисел?

Ответ: если натуральное число А делится на натуральное число В с остатком Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», то это значит, что А = ВФакультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», где А - делимое, В - делитель, Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»частное. Остаток Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» может равняться 0, 1, 2, …, В - 1. Например, при делении на 2 возможны только остатки Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= 0 и Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел»= 1. Поэтому все четные числа можно записать так: А = 2Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел», а нечетные - следующим образом: А = 2Факультатив по математике «Признаки делимости натуральных чисел» + 1.

Д.з. 1) Знать признаки делимости на 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11; 2) Уметь выполнять упражнения 1 - 17.

12

© 2010-2022