ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Основна теорема арифметики цілих невід’ємних чисел.

5. Основну теорему арифметики називають також теоремою про існування та єдиність розкладу будь-якого натурального числа на добуток простих множників. Ця теорема використовувалась ще у стародавній Греції, але була сформульована і доведена видатним німецьким математиком К.Гауссом у 1801 році.

Теорема: будь-яке, більше за одиницю, натуральне число а, або просте, або може бути однозначно розкладене в добуток простих чисел з точністю до порядку розміщення співмножників.

Доведення: доведення складається з двох частин. У першій частині доведемо існування такого розкладу. Якщо аєN і a>1, то можливі два випадки : а) число а – просте, тоді розклад існує; б) число а – складене, тоді воно має найменший простий дільник. Нехай це буде число р1. Виходячи із цього, маємо а р1 і а=р1b, де bєN, причому число 1<р1< b.

Число b може бути або простим, або складеним. Якщо число b – просте, то ми вже можемо представити число а у вигляді добутку двох простих чисел рb, тобто розклад існує. Якщо b – складене число, то воно має простий дільник. Нехай це буде число р2. Виходячи із цього, маємо а р2 і а=р1р2с, де сєN, причому число 1<р2. Отже, а=р1·р2·с. Знову число с може бути або простим, або складеним. Якщо число с – просте, то число а буде представлятися у вигляді добутку трьох простих чисел. Якщо число c – складене, то ми одержимо ще один простий дільник р3. Оскільки с< b<а, то цей процес завжди буде закінчуватися, а тому завжди буде існувати розклад числа а у вигляді добутку простих множників (І).

Не виключеним є випадок, коли деякий із множників в розкладі (1) повторюється, а тому в загальному випадку розклад числа на прості множники записують так: (ІІ). Розклад (ІІ) називається канонічним розкладом натурального числа а у добуток простих множників. В цьому розкладі р1, р2, р3,...,рk – прості множники, розміщені в порядку зростання; a1, a2, a3,...,ak– це натуральні числа, які показують, скільки разів повторюється той чи інший множник. Існування доведено.

У другій частині доведемо єдиність такого розкладу методом від супротивного, припустивши, що існує два різних розклади у вигляді (І), тобто а=р1·р2·р3·…·рк (ІІ) і а=q1·q2·q3·…·qn (III). Врахуємо, що р123<…<рк і q1<q2<q3<…<qn. У даних розкладах рі і qі – різні, але серед них будуть однакові. Для визначеності припустимо, що p1¹q1 i p1<q1.

Утворимо нове число b=p1·q2·q3·…·qn (IV). Легко бачити, що число а в записі (1) ділиться націло на p1. Оскільки , то . Використовуючи записи (III) і (IV), винесемо добуток q2·q3·…·qn за дужки: (a-b)=(q1–p1)·q2·q3·...·qn. Ми показали, що вираз . Оскільки р1 - просте число, то вираз ((q1-p1) q2· q3· qn) p1. Числа q2, q3,…qn - прості і жодне із них не може ділитися на р1. Тоді на p1 повинна ділитися різниця (q1–p1) р1. Разом з тим, оскільки р1 р1, то , бо p1¹q1 і ці числа прості. Отже, для того, щоб (q1–p1) р1 потрібно, щоб q1-p1=0, тоді q1=p1. Ми прийшли до суперечності із вибором p1 і q1. Ця суперечність говорить, що наше припущення про неєдиність розкладу було хибним. Отже, якщо розклад існує, то він єдиний. Теорема доведена повністю.

Доведена теорема є теоретичною основою представлення будь-якого натурального числа у вигляді добутку простих множників. Покажемо це на прикладі такої вправи: „Представити число 1224 у канонічному розкладі, тобто розкласти в добуток простих множників”.

Розв’язання:

 
1224=23·32·17

Дільники і кратні. Спільні дільники і спільні кратні. Найбільший спільний дільник (НСД) і найменше спільне кратне (НСК), їх властивості.

6.Розглянемо два натуральних числа а та b. Якщо а b, то говорять, що а кратне b.

Означення: якщо а b, то число а називається кратним до числа b.

Із означення відношення подільності відомо, що із а bÛa=b·c. Якщо записати за допомогою характеристичної властивості множину чисел, кратних числу а, то будемо мати множину {a, 2a, 3a, … na…}. У множині чисел, кратних даному числу а є найменше число і немає найбільшого. За допомогою терміна “кратне” задається відношення подільності. Нехай задано множини чисел, кратних числу 3 і числу 5, тобто А={3,6,9,…3n,…} і B={5,10,15,…5n,…}. Утворимо перетин цих множин AÇB={15,30,45,…15n,…}. Множина AÇB задає нам спільні кратні чисел 3 і 5.

Означення: Будь-яке число, кратне числам а1, а2, а3,…,аn називається спільним кратним цих чисел.

Означення: найменше із спільних кратних чисел а1, а2, а3,…аk називається найменшим спільним кратним цих чисел.

Найменше спільне кратне прийнято позначати так: НСК(а1, а2, а3,…аk) або К(а1, а2, а3,…аk). Розглянемо властивості НСК, сформулювавши відповідні теореми для випадку двох чисел.

Властивість 1: кожне спільне кратне даних чисел ділиться на їх найменше спільне кратне.

Доведення: для спрощення викладок доведення теореми проведемо для випадку двох чисел. Нехай НСК(a,b)=k і CK(a,b)=d. Доведемо, що d k. Доведення проведемо методом від супротивного, припустивши, що , тобто, згідно означення операції ділення з остачею виконуються умови: d=kq+r і 0£r<k. Звідси r=d-kq. Оскільки d є спільним кратним (СК) чисел a і b, то . Оскільки k=НСК(a,b), то . Оскільки r<k, a£ k, то r – ділиться на число, більше, ніж воно саме, тобто число r є спільним кратним чисел a і b. Отже, СК(a,b)=r. А це можливо тоді, коли d–k·q=0, r=0, а це суперечить припущенню, що . Отже, припущення хибне і теорема доведена.

Властивість 2: якщо НСК(a,b)=k, то для будь-якого сÎN НСК(ac,bc)=ck.

Ця теорема говорить, що будь-який спільний множник можна виносити за знак НСК. Ввівши в попередніх пунктах означення дільника даного числа, ми з’ясували, що кількість дільників є завжди скінченною, найменшим дільником будь-якого числа є 1, а відношення „число b є дільником числа а” є оберненим до відношення „число а кратне числу b”.

Означення: всяке число, на яке ділиться кожне із чисел а1, а2, а3…ак називається спільним дільником цих чисел.

Означення найбільший із спільних дільників чисел а123…ак називається найбільшим спільним дільником чисел а1, а2, а3…ак і позначається НСД(а123…ак) або Д(а123…ак).

Означення: числа а1, а2, а3…ак називаються взаємно простими, якщо їх найбільший спільний дільник дорівнює 1. .

Властивість 1: якщо , то НСК(a,b)=a, а НСД(a,b)=b.

Доведення: за умовою і , тобто СД(a,b)=b, оскільки a>b, то НСД(a,b)=b. За умовою , то число а є спільним кратним для чисел a і b. Оскільки a>b, то а=НСК(а, b). Теорема доведена.

Властивість 2: будь-який спільний дільник даних чисел є дільником їх спільного дільника.

Властивість 3: спільні дільники даних чисел можна виносити, як за знак найменшого спільного кратного, так і за знак найбільшого спільного дільника.

Властивість 4: найменше спільне кратне даних чисел дорівнює добутку цих чисел, поділеному на найбільший спільний дільник цих чисел, тобто: .

Справедливість властивостей 2-4 приймемо без доведення.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти