Oszthatósági problémák

Átírás

1 Oszthatósági problémák Érdekes kérdés, hogy egy adott számot el lehet-e osztani egy másik számmal (maradék nélkül). Ezek eldöntésére a matematika tanulmányok során néhány speciális esetre látunk is példát, amikor az oszthatósági szabályokat tanuljuk. Ekkor a kisebb prímszámokkal (olyan szám mely eggyel és önmagával osztható, pl.: 2, 3, 5 stb.), illetve összetett számokkal (pl.: 6 = 3 2) való osztás során írunk fel szabályokat. A következő oldalakon 2 eljárást is szeretnék mutatni arra, hogy egyszerűen miként lehet eldönteni azt, hogy egy tetszőleges számmal osztható-e az előre megadott X szám. A felírt X számot bontsuk két részre: jelölje,,a a szám utolsó számjegyét, míg,,b az utolsó számjegy elhagyásával keletkező számot. Ezek alapján az X felírható így is: 10 B + A. Kérdés mikor osztható az X szám egy tetszőlegesen választott p prímszámmal. Belátható, ha p nem osztja A - t, akkor egy alkalmas k szám választásával a p biztosan osztója lesz a B + k A számnak, de akkor a 10 (B + k A) = 10 B + A + (10 k - 1) A számnak is. Ebben az esetben, ha p osztója (10 k 1) A nak, akkor a 10 B + A nak is, mely éppen az eredetileg megadott X számunk. Így tehát elegendő azt megvizsgálni, hogy a 10 k 1 milyen k (egész) esetén osztható p - vel. Összegezve: keressük azt a legkisebb (számolás megkönnyítése végett) k egész számot, melyre igaz, hogy t p = 10 k 1. Látható, hogy p = 2, 5 esetén nincs megoldás. Ezt követően az eredeti szám helyett a B + k A számot vizsgáljuk a p-vel történő oszthatóság szempontjából. Nézzünk néhány konkrét példát. Legyen p = 7 és a számunk pedig Ekkor 7 t = 10 k - 1 adódik, ahonnan k = 5. A k = - 2 (= 5 7) szintén jó megoldás, s mivel kisebb, így ezzel célszerűbb számolni. Ekkor az eredeti 10 B + A szám helyett tekintsük a B 2 A számot és ezután megnézzük osztható-e 7-tel. Amennyiben még mindig túl nagy számot kapunk, akkor tovább folytatjuk a bontást. Ezek alapján: = Ez még mindig túl nagy szám, ezért tovább bontva: = 178. Erről már látszik, hogy nem osztható 7-tel, így a sem. Legyen p = 11 és a számunk Ekkor 11 t = 10 k 1 adódik, ahonnan k = - 1. Ekkor tekintsük a B 1 A számot és megnézzük osztható-e 11-gyel = 454. Mivel ez a szám nem osztható 11-gyel, így az eredeti számunk sem. Legyen most p = 13 és a számunk Ekkor 13 t = 10 k - 1 adódik, ahonnan k = 4. Ekkor tekintsük a B + 4 A számot és megnézzük osztható-e 13-mal = 143. Ez osztható 13-mal, így az eredeti számunk is osztható 13-mal.

2 Legyen most p = 19 és a számunk Ekkor 19 t = 10 k 1 adódik, ahonnan k = 2 adódik. Ekkor tekintsük a B + 2 A számot és megnézzük osztható-e 19-cel = 2127, tovább bontva: = 226. Mivel ez nem osztható 19-cel, így az eredeti számunk sem. A példákat tovább folytatván rájöhetünk azonosságokra is. A k értéke könnyedén meghatározható, ha megnézzük a p ( 2, 5) prímszám mennyi maradékot ad 10-zel osztva: ha p 1-et ad maradékul, akkor k = (1 p) / 10 ha p 3-at ad maradékul, akkor k = (3 p + 1) / 10 ha p 7-et ad maradékul, akkor k = (1 3 p) / 10 ha p 9-et ad maradékul, akkor k = (p + 1) / 10 Ezek alapján nézzük meg az oszthatósági szabályokat 1-től 40-ig. OSZHATÓSÁGI SZABÁLYOK 1: Minden egész szám osztható 1-gyel. 2: Azok a számok oszthatóak 2-vel, amelyeknek az utolsó számjegye osztható 2-vel. 3: Akkor osztható egy szám 3-mal, ha a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számhoz hozzáadva az utolsó számjegy egyszeresét, 3-mal osztható számot kapunk. Mindezt addig folytatjuk, amíg olyan számot kapunk, amiről biztosan meg tudjuk állapítani, hogy osztható-e 3-mal. (Pl.: 325 -> = 37) 4: Azok a számok oszthatóak 4-gyel, amelyeknek az utolsó két számjegyéből képzett kétjegyű szám is osztható 4-gyel. (Pl.: 1244)

3 5: Azok a számok oszthatóak 5-tel, amelyeknek utolsó számjegye is osztható 5-tel. (utolsó számjegye 0 vagy 5) 6: Azok a számok oszthatóak 6-tal, amelyek 2-vel és 3-mal is oszthatóak. (Pl.: 222) 7: Akkor osztható egy szám 7-tel, ha a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonva az utolsó számjegy kétszeresét, 7-tel osztható számot kapunk. Mindezt addig folytatjuk, amíg olyan számot kapunk, amiről biztosan meg tudjuk állapítani, hogy osztható-e 7-tel. (Pl.: 324 -> = 24). 8: Azok a számok oszthatóak 8-cal, amelyeknek az utolsó három számjegyéből képzett háromjegyű szám is osztható 8-cal. (Pl.: 1160) 9: Azok a számok oszthatóak 9-cel, amelyeknek számjegyeinek összege is osztható 9-cel. (Pl.: 135) 10: Azok a számok oszthatóak 10-zel, amelyeknek utolsó számjegye is osztható 10-zel (utolsó számjegye 0). 11: Akkor osztható egy szám 11-gyel, ha a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonva az utolsó számjegyet, 11-gyel osztható számot kapunk. Ezt a folyamatot itt is lehet ismételni. (Pl.: > = 431 -> 43 1 = 42). 12: Azok a számok oszthatóak 12-vel, amelyek 4-gyel és 3-mal is oszthatóak. (Pl.: 48) 13: Akkor osztható egy szám 13-mal, ha a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számhoz hozzáadva az utolsó számjegy 4-szeresét, 13-mal osztható számot kapunk. A folyamatot itt is lehet ismételni. (Pl.: > = 254 -> = 41 -> = 8) 14: Azok a számok oszthatóak 14-gyel, amelyek 2-vel és 7-tel is oszthatóak. (Pl.: 154)

4 15: Azok a számok oszthatóak 15-tel, amelyek 3-mal és 5-tel is oszthatóak. (Pl.: 785) 16: Azok a számok oszthatóak 16-tal, amelyeknek utolsó négy számjegyéből képzett négyjegyű szám is osztható 16-tal. (Pl.: 14832) 17: Akkor osztható egy szám 17-tel, ha a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonva az utolsó számjegy ötszörösét, 17-tel osztható számot kapunk. A folyamat itt is ismételhető. (Pl.: > = 100 -> = 10) 18: Azok a számok oszthatóak 18-cal, amelyek 2-vel és 9-cel is oszthatóak. (Pl.: 378) 19: Akkor osztható egy szám 19-cel, ha a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számhoz hozzáadva az utolsó számjegy kétszeresét, 19-cel osztható számot kapunk. A folyamat itt is ismételhető. (Pl.: > = 944 -> = 102 -> = 14) 20: Azok a számok oszthatók 20-szal, amelyeknek az utolsó két számjegyükből képzett kétjegyű szám is osztható 20-szal. (Pl.: 140) 21: Azok a számok oszthatóak 21-gyel, amelyek 3-mal és 7-tel is oszthatóak. (Pl.: 315) 22: Azok a számok oszthatóak 22-vel, amelyek 2-vel és 11-gyel is oszthatóak. (Pl.: 308) 23: Akkor osztható egy szám 23-mal, ha a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számhoz hozzáadva az utolsó számjegy 7-szeresét, 23-mal osztható számot kapunk. A folyamat itt is ismételhető. (Pl.: > = > = 163 -> = 37)

5 24: Azok a számok oszthatóak 24-gyel, amelyek 3-mal és 8-cal is oszthatóak. (Pl.: 1248) 25: Azok a számok oszthatóak 25-tel, amelyeknek az utolsó két számjegyéből képzett kétjegyű szám is osztható 25-tel. (Pl.: 12375) 26: Azok a számok oszthatók 26-tal, amelyek 2-vel és 13-mal is oszthatóak. (Pl.: 156) 27: A számot hátulról blokkokba rendezzük, úgy, hogy egy blokkban 3 számjegy legyen. A szám akkor osztható 27-tel, ha a blokkok összege osztható 27-tel. (Pl.: > blokkok: > = 914.) 28: Azok a számok oszthatók 28-cal, amelyek 4-gyel és 7-tel is oszthatóak. (Pl.: 336) 29: Akkor osztható egy szám 29-cel, ha a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzet számhoz hozzáadva az utolsó számjegy háromszorosát, 29-cel osztható számot kapunk. A folyamat itt is ismételhető. (Pl.: > = 540 -> = 54). 30: Azok a számok oszthatóak 30-cal, amelyek 3-mal és 10-zel is oszthatóak. (Pl.: 780) 31: Akkor osztható egy szám 31-gyel, ha a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonva az utolsó számjegy háromszorosát, 31-gyel osztható számot kapunk. A folyamat itt is ismételhető. (Pl.: > = 429 -> = 15) 32: Azok a számok oszthatóak 32-vel, amelyeknek az utolsó öt számjegyéből képzett ötjegyű szám is osztható 32-vel. (Pl.: ) 33: Azok a számok oszthatóak 33-mal, amelyek 3-mal és 11-gyel is oszthatóak. (Pl.: 429)

6 34: Azok a számok oszthatóak 34-gyel, amelyek 2-vel és 17-tel is oszthatóak. (Pl.: 68) 35: Azok a számok oszthatóak 35-tel, amelyek 5-tel és 7-tel is oszthatóak. (Pl.: 525) 36: Azok a számok oszthatóak 36-tal, amelyek 4-gyel és 9-cel is oszthatóak. (Pl.: 108) 37: Akkor osztható egy szám 37-tel, ha a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonva az utolsó számjegy 11-szeresét, 37-tel osztható számot kapunk. A folyamat itt is ismételhető. (Pl.: > = 401 -> = 29) 38: Azok a számok oszthatóak 38-cal, amelyek 2-vel és 19-cel is oszthatóak. (Pl.: 836) 39: Azok a számok oszthatóak 39-cel, amelyek 3-mal és 13-mal is oszthatóak. (Pl.: 429) 40: Azok a számok oszthatóak 40-nel, amelyeknek az utolsó három számjegyéből képzett háromjegyű szám is osztható 40-nel. (Pl.: 12720) Megjegyzés: 11-gyel osztható egy szám akkor is, ha a páros helyiértéken álló számjegyeinek összege megegyezik a páratlan helyiértéken álló számjegyek összegével, vagy a kettő különbsége 11-nek a többszöröse. (pl.: > = - 11) Megjegyzés: 3-mal osztható egy szám akkor is, ha a számjegyeinek összege is osztható 3-mal. (Pl.: 121). Ez könnyedén belátható: Tekintsünk egy tetszőleges abc számot. Ekkor abc = c + 10 b a = c + 9 b + b + 99 a + a = a + b + c + 3 (3 b + 33 a). Innen látható, ha az a, b és c számok összege osztható 3-mal, akkor az eredeti számunk is. Hasonlóan látható a többi oszthatóság (4, 8, 9, 16, 32, stb.) is. Megjegyzés: 0-t minden számmal el lehet osztani, de a 0-val való osztás nincs értelmezve. Ebben az esetben, ha 0 osztaná a-t, akkor lennie kellene olyan b-nek is, melyre a = b 0 következne, ami azonban csak az a = 0 esetben lenne lehetséges. Ekkor viszont b nem egyértelmű (tetszőleges szám lehet), így a 0-val való osztást nem értelmezzük.

7 További lehetőség is van az oszthatóság meghatározására. A következőekben abból indulunk ki, hogy az osztó milyen maradékot ad 10 hatványainak osztása során. Ebben az esetben a szabály minden számra igaz lesz, tehát a 2 re és 5 re is alkalmazható. Először tekintsük a 7-tel való osztást. Ekkor első körben nézzük meg milyen maradékok adódnak, ha 7-tel elosztjuk 10 hatványait: 1 -> maradék: > maradék: > maradék: > maradék: > maradék: > maradék: > maradék: 1 Nem kell tovább tekinteni a maradékokat, mert a számsorozat ismétlődni fog. Ezt követően az eredeti számunk számjegyeit (jobbról balra haladva) szorozzuk meg rendre 1, 3, 2, 6, 4 és 5-tel (ha több számjegyű, akkor elölről kezdjük), majd a szorzatokat adjuk össze. Ha az összeg osztható 7-tel, akkor az eredeti szám is. Példa: osztható-e 7-tel? Ekkor: = 106. Ez nem osztható 7-tel, így az eredeti számunk sem. Most tekintsük a 13-mal való osztást. Ekkor a következő maradékok adódnak: 1 -> maradék: > maradék: > maradék: > maradék: > maradék: > maradék: > maradék: 1

8 A maradékokat az előzőek alapján, itt sem kell tovább tekintenünk. Ezt követően az eredeti számunk számjegyeit (jobbról balra haladva) szorozzuk meg rendre 1, 10, 9, 12, 3, 4-gyel (több számjegy esetén elölről kezdjük), majd adjuk össze a szorzatokat. Amennyiben az összeg osztható 13-mal, akkor az eredeti számunk is. Példa: osztható-e 13-mal? Ekkor: = 182. Ez osztható 13-mal, így az eredeti számunk is. Ezekhez hasonlóan a többi számra is megoldhatóak az oszthatósági kérdések. Brósch Zoltán