Натуральное число на которое заданное натуральное число делится без остатка

Натуральные числа

Существуют два подхода к определению натуральных чисел — числа, используемые при:

• перечислении (нумеровании) предметов (первый, второй, третий…) — подход, общепринятый в большинстве стран мира (в том числе и в России);
• обозначении количества предметов (нет предметов, один предмет, два предмета…). Принят в трудах Николя Бурбаки, где натуральные числа определяются как мощность конечных множеств.

Отрицательные и нецелые числа натуральными числами не являются.

Множество всех натуральных чисел принято обозначать знаком [math]\mathbb[/math] . Множество натуральных чисел является бесконечным, так как для любого натурального числа найдётся большее его натуральное число.

Формальное определение

Определить множество натуральных чисел позволяют аксиомы Пеано (англ. Peano axioms):

1. [math]1\in\mathbb[/math] ( [math]1[/math] является натуральным числом);
2. Если [math]x\in\mathbb[/math] , то [math]S(x)\in\mathbb[/math] (Число, следующее за натуральным, также является натуральным);
3. [math]\nexists x\in\mathbb\ (S(x) = 1)[/math] ( [math]1[/math] не следует ни за каким натуральным числом);
4. Если [math]S(b)=a[/math] и [math]S(c)=a[/math] , тогда [math]b=c[/math] (если натуральное число [math]a[/math] непосредственно следует как за числом [math]b[/math] , так и за числом [math]c[/math] , то [math]b=c[/math] );
5. Аксиома индукции. Пусть [math]P(n)[/math] — некоторый одноместный предикат, зависящий от параметра — натурального числа [math]n[/math] . Тогда:

Теоретико-множественное определение

Согласно теории множеств, единственным объектом конструирования любых математических систем является множество.

Таким образом, и натуральные числа вводятся, исходя из понятия множества, по двум правилам:

• [math]0=\varnothing[/math]
• [math]S(n)=n\cup\left\[/math]

Числа, заданные таким образом, называются ординальными.

Первые несколько ординальных чисел и соответствующие им натуральные числа:

Классы эквивалентности этих множеств относительно биекций также обозначают [math]0, 1, 2, \dots.[/math]

Перечисленные аксиомы отражают наше интуитивные представления о «натуральном ряде».

Операции над натуральными числами

Сложение

Есть два способа определения суммы двух натуральных чисел [math]a\ и\ b[/math] . Если натуральные числа определяют через мощность множества с конечным числом элементов (мощность множества — это количество элементов в нём), тогда целесообразно дать следующее определение суммы:

Пусть [math]N(S)\ — [/math] мощность множества [math]S[/math] . Возьмём два не пересекающихся множества [math]A\[/math] и [math]B,\[/math] причём [math]N(A) = a[/math] и [math]N(B) = b[/math] . Тогда [math]a + b[/math] можно определить как: [math]N ( A ∪ B )[/math] .

Здесь, [math]A ∪ B\ — [/math] это объединение множеств [math]A\ и B\[/math] . В альтернативной версии этого определения множества [math]A\ и\ B[/math] перекрываются и тогда в качестве суммы берётся их дизъюнктное объединение, механизм, который позволяет отделять общие элементы, вследствие чего эти элементы учитываются дважды.

Другое известное определение рекурсивно: Пусть [math]n+\ — [/math] следующее за [math]n[/math] натуральное число, например [math]0+ = 1, 1+ = 2.[/math] Пусть [math]a + 0 = a[/math] . Тогда общая сумма определяется рекурсивно: [math]a + (b+) = (a + b)+[/math] . Отсюда [math]1 + 1 = 1 + 0+ = (1 + 0)+ = 1+ = 2[/math] .

Умножение

Воспользуемся определением натуральных чисел [math]\mathbb[/math] как классов эквивалентности конечных множеств. Обозначим классы эквивалентности конечных множеств [math]C,\A,\B\[/math] порождённых биекциями, с помощью скобок: [math][C], [A], [B].[/math] Тогда арифметическая операция умножение определяется следующим образом: [math][C] = [A] \cdot [B] = [A \times B];\[/math] где: [math]A \times B=<(a,\ b) \mid a \in A,\ b \in B>\[/math] прямое произведение множеств — множество [math]C,[/math] элементами которого являются упорядоченные пары [math](a,\ b)[/math] для всевозможных [math]a \in A,\ b \in B[/math] . Данная операция на классах введена корректно, то есть не зависит от выбора элементов классов, и совпадает с индуктивным определением.

Вычитание

Воспользуемся определением натуральных чисел [math]\mathbb[/math] как классов эквивалентности конечных множеств. Обозначим классы эквивалентности конечных множеств [math]C , A , B[/math] порождённых биекциями, с помощью скобок: [math][C],\ [A],\ [B].[/math] Тогда арифметическая операция вычитание определяется следующим образом: [math][C] = [A] − [B] = [A \backslash B];\[/math] где [math]A \backslash B = \ < C \in A \mid C \notin B \mid B \subset A \>—\ [/math] разность множеств. Данная операция на классах введена корректно, то есть не зависит от выбора элементов классов, и совпадает с индуктивным определением.

Деление чисел с остатком

Определение:

Если натуральное число [math]n\,[/math] не делится на натуральное число [math]m[/math] , т.е. не существует такого натурального числа [math]k[/math] , что [math]n = m \cdot k[/math] , то деление называется делением с остатком (англ. modulo operation).

Формула деления с остатком: [math]n = m \cdot k + r,[/math] где [math]n\,[/math] — делимое, [math]m\,[/math] — делитель, [math]k\,[/math] — частное, [math]r\,[/math] — остаток, причем [math]0\leqslant r \lt b [/math]

Любое число можно представить в виде: [math]n = 2 \cdot k + r[/math] , где остаток [math]r\, = 0\,[/math] или [math]r\, = 1\,[/math] Любое число можно представить в виде: [math]n = 4 \cdot k + r[/math] , где остаток [math]r\ = 0\,[/math] или [math]r\, = 1\,[/math] или [math]r\, = 2\,[/math] или [math]r\, = 3\,[/math] Любое число можно представить в виде: [math]n = m \cdot k + r[/math] , где остаток [math]r\,[/math] принимает значения от [math]0\,[/math] до [math](m-1)\,[/math]

Основная теорема арифметики

Лемма Евклида

Если простое число [math]p[/math] делит без остатка произведение двух целых чисел [math]x\cdot y[/math] , то [math]p[/math] делит [math]x[/math] или [math]y[/math] .

Пусть [math]x\cdot y[/math] делится на [math]p[/math] , но [math]x[/math] не делится на [math]p[/math] . Тогда [math]x[/math] и [math]p[/math] — взаимно простые, следовательно, найдутся такие целые числа [math]u[/math] и [math]v[/math] , что

Умножая обе части на [math]y[/math] , получаем

Основная теорема арифметики

Каждое натуральное число [math]n\gt 1[/math] представляется в виде [math]n=p_1\cdots p_k[/math] , где [math]p_1,\ldots ,p_k[/math] — простые числа, причём такое представление единственно с точностью до порядка следования сомножителей.

Существование. Пусть [math]n[/math] — наименьшее натуральное число, неразложимое в произведение простых чисел. Оно не может быть единицей по формулировке теоремы. Оно не может быть и простым, потому что любое простое число является произведением одного простого числа — себя. Если [math]n[/math] составное, то оно — произведение двух меньших натуральных чисел. Каждое из них можно разложить в произведение простых чисел, значит, [math]n[/math] тоже является произведением простых чисел. Противоречие.

Принцип индукции, существование наименьшего числа в любом множестве натуральных чисел

Индукция

Формулировка принципа математической индукции:

Пусть имеется последовательность утверждений [math]A_1, A_2, A_3, \ldots[/math] И пусть первое утверждение [math]A_1[/math] верно и мы умеем доказать, что из верности утверждения [math]A_k[/math] следует верность [math]A_[/math] . Тогда все утверждения в этой последовательности верны.

Верность этого метода доказательства вытекает из так называемой аксиомы индукции, пятой из аксиом Пеано, которые определяют натуральные числа. Рассмотрение аксиом Пеано выходит за рамки этой статьи.

Также существует принцип полной математической индукции. Вот его строгая формулировка:

Пусть имеется последовательность утверждений [math]A_1, A_2, A_3, \ldots[/math] . И пусть мы умеем доказать, что из верности утверждения [math]A_1, A_2, A_3, \ldots, A_k[/math] следует верность [math]A_[/math] . Тогда все утверждения в этой последовательности верны.

Существование наименьшего элемента

Аксиому индукции можно заменить на аксиому существования минимума, и доказать аксиому индукции как теорему.

Для любого подмножества натурального ряда всегда существует минимум. Т. е. [math]\forall A \subset \mathbb N, A \ne \varnothing, \exists x \in A: \forall y \in A, x \leqslant y[/math]

Из этой теоремы вытекает следующее утверждение, эквивалентное аксиоме математической индукции, но иногда более удобное при проведении доказательств.

Если [math]T(n)[/math] истинно при [math]n = 1,[/math] а из того, что оно истинно при всех [math]n \lt k,[/math] следует, что оно истинно и при [math]n = k,[/math] то [math]T(n)[/math] истинно для всех натуральных значений [math]n[/math] .

См. также

• Классы чисел
• Математическая индукция
• Основная теорема арифметики

Источники информации

• ”Математика: Справ, материалы: Кн. для учащих­ся.— М.: Просвещение, 1988.” Авторы: Гусев В. А., Мордкович А. Г. с. 12—13.
• Математическая индукция

2. Делимость произведения, суммы и разности чисел

В этой сумме каждое из слагаемых делится на \(3\). Проверяя делимость суммы на \(3\), получим, что сумма \(33\) тоже делится на \(3\).

Итак, признаки делимости суммы и разности чисел.
Свойство 1
Если каждое слагаемое делится на некоторое число, то и вся сумма делится на это число, т. е.,
если \(a\) делится на \(b\) и \(c\) делится на \(b\), то \((a + c)\) делится на \(b\).
Свойство 2

Если одно слагаемое делится на некоторое число, а другое слагаемое не делится на это число, то и вся сумма не делится на это число, т. е.,

если \(a\) делится на \(b\), а \(c\) не делится на \(b\), то \((a + c)\) не делится на \(b\).

\(12\) делится на \(3\), а \(22\) не делится на \(3\), следовательно, \((12 + 22)\) не делится на \(3\).

Свойство 3

Если одно слагаемое делится на некоторое число и сумма делится на это же число, то другое слагаемое тоже делится на это число, т. е.,

вывести простые числа javascript

Простые числа — это числа, которые делятся без остатка только на 1 и на само себя. Например, 2, 3, 5, 7, 11, 13 и т.д. являются простыми числами. Они играют важную роль в криптографии и других областях математики и информатики.

Для вывода простых чисел в JavaScript можно использовать следующий код:

function isPrime(num)  for (let i = 2; i  num; i++)  if (num % i === 0) return false; > return num !== 1; > function printPrimes(max)  for (let i = 2; i  max; i++)  if (isPrime(i)) console.log(i); > > printPrimes(100); 

В этом коде мы создали две функции. Функция isPrime проверяет, является ли число простым. Она делит число на все числа от 2 до num — 1 и возвращает false , если число делится на какое-то из них без остатка. Если число не делится на ни одно из этих чисел, то оно является простым.

Функция printPrimes выводит все простые числа от 2 до max . Она перебирает все числа от 2 до max и вызывает функцию isPrime для каждого из них. Если число является простым, то оно выводится в консоль.

Какие признаки делимости чисел существуют

Признаки делимости чисел — это условия, правила, по которым можно определить, делится ли число на заданное нам значение, т.е. кратно ли число делителю.

Делителем является число, на которое делится заданное число без остатка — нацело. Термин «кратно» — синоним слову «делится».

Правила с доказательствами, определение

Любое натуральное число, которое оканчивается цифрой 0, делится без остатка на 10. Чтобы получить частное, нужно отбросить нуль.

Если запись натурального числа заканчивается нулем, то число делится на 10 нацело.

Если запись натурального числа заканчивается любой другой цифрой, то число не делится нацело на 10.

Например, 370 делится нацело на 10, так как 370:10 = 37.

Но 378 не делится без остатка на 10, потому что получим неполное частное: 378:10 = 37 (остаток 8).

На конце числа 378 стоит цифра 8 — она и будет остатком при делении на 10. Значит, 378 не делится нацело на 10.

Применение признака позволяет не производить расчеты, а сразу отвечать на вопрос, делится ли заданное число на десять.

Число 20 можно представить в виде произведения: 20 = 4*5

Тогда число 5 является делителем числа 20, т. е. 20 делится на пять нацело, без остатка.

Число 15 представляют в виде произведения двух множителей: 15 = 3*5.

Тогда число 5 является делителем числа 15, т. е. 15 делится на 5 нацело.

В разрядах единиц 20 и 15 стоят 0 и 5 соответственно.

Разряд — это место цифры в числе.

Если запись натурального числа заканчивается цифрами 0 или 5, то такое число делится нацело на 5.

Можно перефразировать признак:

Если в разряде единиц заданного числа стоит 0 или 5, то число делится на 5.

Если запись натурального числа заканчивается цифрой, отличной от нуля и пяти, то число на 5 нацело не делится.

Числа 645 и 760 делятся на 5, так как они заканчиваются 5 и 0 соответственно.

344 не делится нацело на 5 по признаку делимости:

344:5=68 (остаток 4)

Если число делится нацело на 2, то его называют четным. Если число не делится нацело на 2, то его называют нечетным.

Цифры 0, 2, 4, 6, 8 — четные, а 1, 3, 5, 7, 9 — нечетные. Тогда любое число будет четным, если в разряде единиц у него стоит четная цифра, а нечетным — в разряде единиц стоит нечетная цифра.

Если запись натурального числа оканчивается четной цифрой, то число делится на 2 нацело.

Если натуральное число оканчивается нечетной цифрой, то не делится нацело на 2.

Числа 14 и 56 делятся нацело на 2, так как они заканчиваются четными цифрами — 4 и 6.

Число 13 не делится нацело на 2, так как запись натурального числа заканчивается нечетной цифрой 3.

1. Признак делимости на 9.

Если сумма цифр числа делится нацело на 9, то и само число делится нацело на 9.

Если сумма цифр числа не делится нацело на 9, то и само число не делится нацело на 9.

Рассмотрим, делится ли 98 на 9.

Сумма цифр числа: 9+8=17.

17 не делится нацело на 9, тогда число 98 не делится нацело на 9.

Проверяем: 98:9=10 (остаток 8).

Возьмем число 468. Используя признак делимости на 9, считаем сумму цифр числа 468: 4+6+8=18.

18 делится нацело на 9, значит, 468 делится нацело на 9:

1. Признак делимости на 3.

Если сумма цифр числа делится нацело на 3, то и само число делится нацело на 3.

Если сумма цифр числа не делится нацело на 3, то и само число не делится нацело на три.

Число 27 делится нацело на 3, так как сумма цифр делится на 3 нацело.

И, соответственно, 27:3 = 9.

Число 261 делится на 3 по признаку делимости:

Девять делится на 3 нацело, значит, число 261 делится на 3 нацело.

Дополнительные признаки делимости:

1. Признак делимости на 4.

Натуральное число делится на 4 нацело в том случае, когда запись числа заканчивается двумя нулями или две последние цифры делятся на 4.

Например, по этому признаку число 144 делится на 4, так как 44 — две последние цифры — делится нацело на 4.

1. Признак делимости на 6.

Натуральное число делится на 6 нацело тогда, когда число делится нацело и на 2, и на 3.

Значит, признак делимости на 6 включает в себя применения признака делимости на два и признака делимости на три.

Например, число 438 делится на 6 нацело.

Используя признак делимости на 6, поочередно применяем признаки делимости на 2 и 3.

Если число заканчивается четной цифрой, то оно делится на 2: число 438 заканчивается четной цифрой 8.

Если сумма цифр числа делится нацело на 3, то и само число делится нацело на 3: 4+3+8=15.

Значит, число делится и на 2, и на 3. Тогда 438 делится на 6 нацело.

1. Признак делимости на 8.

Натуральное число делится на 8 нацело, если запись числа заканчивается тремя нулями либо если три последние цифры образуют число, которое делится на 8.

Например, 58000 делится на 8 по признаку делимости, так как число заканчивается тремя нулями.

Остальные признаки делимости можно вывести самостоятельно.

Где применяется в жизни

В жизни признаки делимости удобно применять тогда, когда под рукой нет гаджетов. И процесс определения делимости чисел значительно упрощается. При этом не нужно даже высчитывать результат непосредственного деления, если в задаче необходимо просто определить, делится ли одно число на другое.

Области применения признаков делимости:

• торговля — например, определение примерной стоимости покупки, когда ограничены денежные ресурсы;
• строительство — примерное распределение стройматериала;
• математические игры и головоломки;
• бизнес — определение капитала и т. д.

Примеры решения задач

Назовите 3 числа, которые делятся на 2.

Вспоминаем признак делимости на 2:

Если число заканчивается четной цифрой, то оно делится на 2.

Тогда искомыми числами могут быть, например: 456, 768, 800.

Цифры 6, 8, 0 — четные: значит, числа 456, 768, 800 делятся на 2.

Какие из чисел 234, 450, 400, 3400, 35, 900, 235 000 делятся на 100?

Мы знаем признак делимости на 10:

Если число заканчивается 0, то число делится на 10.

Когда нужно определить, делится ли число на 100, действуем аналогично признаку делимости на 10. Только в этом случае нужно искать те числа, которые заканчиваются двумя нулями.

Тогда в ответе будут числа: 400, 3400, 900, 235 000.

Аналогично действуем тогда, когда нужно найти числа, которые делятся на 1000, 1000 и так далее. Ищем числа по количеству нулей после единицы в делителе.

Какие из чисел 100, 35, 450, 5680, 20 делятся и на 5, и на 10.

Число делится на 5, если заканчивается 0 или 5.

Число делится на 10, если заканчивается 0.

Тогда, чтобы число делилось и на 5, и на 10, нужно найти в признаках что-то общее. Общим будет окончание чисел на 0.

По признакам делимости на 5, и на 10 получаем в ответе числа: 100, 450, 5680 и 20.

Найдите три числа, которые делятся на 2 и на 9.

Чтобы число делилось и на 2, и на 9, должны выполняться условия обоих признаков.

Число делится на 2 тогда, когда оканчивается четной цифрой. Четные цифры — это 0, 2, 4, 6, 8.

Число делится на 9 тогда, когда сумма цифр числа делится на 9.

Тогда искомыми числами могут быть: 18, 396 и 468.

В разряде единиц в 18, 396 и 468 стоят 8, 6 и 8 соответственно — четные цифры, значит числа 18, 396 и 468 делятся на 2.

Осталось проверить, делятся ли они на 9. Считаем сумму цифр в числах.

18:1+8=9 9 делится на 9;

396:3+9+6=18 18 делится на 9;

468:4+6+8=18 — 18 делится на 9.

Значит, числа 18, 396 и 468 делятся на 9.

Числа удовлетворяют условиям.

Ответ: 18, 396 и 468.

Какие из чисел 456, 567, 3453, 768 и 34500 кратны 3?

Слово «кратно» является синонимом «делится». Тогда нужно найти числа, которые делятся на 3.

По признаку делимости искомыми будут числа, сумма цифр которых делится на три нацело.

Выбираем те числа, сумма которых делится на 3:

456, так как сумма цифр равна 15, а 15 делится на 3 нацело;

567, потому что сумма цифр равна 18, а 18 делится на 3 нацело;

3453 — сумма цифр равна 18, значит, число делится на 3;

768 — сумма цифр равна 21, значит, число делится на 3.

Ответ: 456, 567, 3453 и 768.