Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Dowody matematyczne

Dowody dotyczące podzielności liczbPodstawa

Dowody podzielności pokazują, że liczba zawsze ukrywa w sobie określony czynnik, niezależnie od wybranej wartości zmiennej. Zamiast sprawdzać pojedyncze przykłady, przekształcasz wyrażenie tak, aby wspólny dzielnik stał się widoczny jak ogromna pieczęć.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Dowód podzielności pokazuje, że dane wyrażenie jest całkowitą wielokrotnością wskazanego dzielnika. Trzeba uzasadnić to dla dowolnej liczby spełniającej założenia, a nie tylko dla kilku przykładów.

Pojęcia, od których zaczynamy

Liczba dwanaście jest podzielna przez trzy, ponieważ \(12=3\cdot4\), a cztery jest całkowite. Podzielność nie oznacza jedynie możliwości wykonania dzielenia na kalkulatorze. Każdą liczbę można zapisać jako trzy razy jakiś ułamek; w dowodzie potrzebujemy całkowitego drugiego czynnika.

Zapis \(m\mid a\) czytamy „m dzieli a”. Przyjmujemy całkowite a i niezerowe całkowite m. Symbol \(\mathbb Z\) oznacza liczby całkowite: ujemne, zero i dodatnie. Zero jest podzielne przez każdy niezerowy dzielnik, bo \(0=m\cdot0\). Nie dzielimy natomiast przez zero.

Zasada i zapis

\[a=mk,\quad k\in\mathbb Z,\quad m\ne0\quad\Longrightarrow\quad m\mid a\]

W dowodzie należy wskazać dzielnik i uzasadnić całkowitość drugiego czynnika. Przy rozkładzie na czynniki można też wykazać obecność wymaganych dzielników.

Jak czytać rysunek?

Trzy kolejne liczby: zawsze wielokrotność 3Możliwe cykle reszt: zero jeden dwa; jeden dwa zero; dwa zero jeden. Każdy zawiera zero.Trzy kolejne liczby: zawsze wielokrotność 3Reszty trzech kolejnych liczb przy dzieleniu przez 3012120201Każdy wiersz zawiera resztę 0.

Trzy kolejne liczby zajmują wszystkie trzy możliwe klasy reszt przy dzieleniu przez trzy. Niezależnie od tego, od której reszty zaczynamy, jedna liczba ma resztę zero. Dodatkowo wśród kolejnych liczb występuje liczba parzysta. Rysunek opisuje możliwe reszty, a nie tylko jeden przykład liczbowy.

Przykład krok po kroku

Wykaż, że dla każdego całkowitego n liczba \(n^3-n\) jest podzielna przez sześć.

  1. Wyłącz wspólny czynnik i zastosuj różnicę kwadratów.\(n^3-n=n(n^2-1)=n(n-1)(n+1)\)
  2. Rozpoznaj trzy kolejne liczby. Jedna jest podzielna przez trzy, a co najmniej jedna przez dwa.\(3\mid n(n-1)(n+1),\qquad2\mid n(n-1)(n+1)\)
  3. Dwa i trzy nie mają wspólnego dzielnika większego od jedności, więc można połączyć te warunki.\(6\mid n^3-n\)

Typowy błąd

Skoro liczba jest podzielna przez dwa i przez cztery, na pewno jest podzielna przez osiem.Dzielniki mają wspólny czynnik. Sama czwórka spełnia oba założenia, lecz nie jest podzielna przez osiem.
Dzielniki można bezpośrednio pomnożyć przy takim wnioskowaniu, gdy są względnie pierwsze, np. dwa i trzy.

Dodatkowy przykład i kontrola

Inny dowód: różnica kwadratów dwóch liczb całkowitych o tej samej reszcie przy dzieleniu przez pięć jest podzielna przez pięć. Zapisz \(a=5k+r\), \(b=5l+r\). Wtedy \(a^2-b^2=(a-b)(a+b)=5(k-l)(a+b)\), a pozostały czynnik jest całkowity. Wspólna reszta znika w różnicy.

Dla dodatniego dzielnika m zapis reszty ma postać \(n=mq+r\), gdzie \(q\) jest całkowite i \(0\le r\lt m\). Nie wystarczy zakończyć na samym rozkładzie: dopisz, dlaczego ujawnione czynniki zapewniają właśnie żądaną podzielność. Przykłady służą kontroli, lecz nie zastępują ogólnego argumentu.

Najczęstsze pytania

Dlaczego czynnik k musi być całkowity?
Tylko wtedy zapis \(a=mk\) dowodzi podzielności liczby całkowitej przez m. Ułamkowy czynnik nie wystarcza.
Czy podzielność przez dwa i trzy daje podzielność przez sześć?
Tak, ponieważ dwa i trzy są względnie pierwsze. Analogiczny wniosek dla dowolnych dwóch dzielników wymaga sprawdzenia ich wspólnych czynników.

Poćwicz

ABCD

Który zapis dowodzi podzielności liczby całkowitej przez siedem?

ABCD

Co trzeba wykazać, aby udowodnić podzielność liczby \(a\) przez 5?

ABCD

Dlaczego iloczyn trzech kolejnych liczb całkowitych jest podzielny przez 3?

ABCD

Który rozkład jest poprawny?

ABCD

Dla każdego całkowitego \(k\): który zapis opisuje liczbę dającą resztę 2 przy dzieleniu przez 5?

ABCD

Dlaczego kilka przykładów nie wystarcza w dowodzie podzielności dla każdego \(n\)?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)