教材 · 数学 Course 2 · 数与式 · 整数的性质
约数、倍数与素因数分解
約数と倍数・素因数分解
6 整数の性質 / 倍数の判定法6 整数の性質 / 素数と素因数分解
一句话结论素因数分解是整数题的第一步。 N=paqb⋯ 的约数就是从每种素因数里各取 0 到全部个,所以约数个数是 (a+1)(b+1)⋯;指数全是偶数时 N 是平方数。倍数判定法来自十进制:看末几位,或看各位数字之和。
72 张椅子要摆成整整齐齐的长方形方阵,每排几张、摆几排,有多少种摆法?每一种摆法对应 72 的一对约数。EJU 问的是:一个数有几个约数,约数之和是多少,乘上最小的什么数能开得尽根号。这些问题靠同一个工具:把数拆成素数的乘积。拆完以后,约数就成了「每种素数各取几个」的选择题,不必一个个去试。
为什么是这样
整数 a 能写成 a=bk(k 是整数)时,b 是 a 的约数(約数),a 是 b 的倍数(倍数)。0 是所有整数的倍数。大于 1、正约数只有 1 和它自己的自然数叫素数(素数),如 2,3,5,7,11。1 不是素数,2 是唯一的偶素数。
倍数判定法来自十进制。10 是 2、5 的倍数,个位以外的部分都能整除,只看个位;100 是 4 的倍数,看末两位;1000 是 8 的倍数,看末三位。3 和 9 看各位数字之和,因为 100a+10b+c=(99a+9b)+(a+b+c),括号里已是 9 的倍数,剩下的正是数字和。
每个大于 1 的自然数都能分解成素数的乘积,而且除了顺序只有一种分法。72=23⋅32 的约数里只能出现 2 和 3,2 最多 3 个,3 最多 2 个,所以约数都形如 2i3j(0≤i≤3,0≤j≤2)。i 有 4 种取法,j 有 3 种,约数共 4×3=12 个。指数取 0 也是一种取法,这就是「指数加 1」的来历。
约数之和也从这张表来:把 (1+2+4+8)(1+3+9) 展开,每一项恰好是一个约数,而且每个约数只出现一次,所以和是 15×13=195。
定量表达
判定法一览:2、5 看个位,4 看末两位,8 看末三位,3、9 看数字和;11 看奇数位与偶数位数字和之差是否为 11 的倍数。合起来用时,两个判定的数要互素:6 是「2 且 3」,12 是「3 且 4」,不是「2 且 6」;36 是「4 且 9」。
设 N=paqbrc,正约数个数和总和见下面的公式块。约数里「某数的倍数」只数一部分:例如 72 的约数中 6 的倍数,要求 i≥1、j≥1,有 3×2=6 个,也就是 72÷6=12 的约数个数。
N 是平方数,当且仅当素因数分解里每个指数都是偶数,因为开平方就是把每个指数减半。所以要让 Nn 成为自然数,最小的 n 是把指数为奇数的素数各补一个;nN 型则是各拿掉一个。
怎么用
EJU 问「N の正の約数の個数」「約数の総和」「Nn が自然数となる最小の n」时,第一步都是分解:用 2,3,5,7 依次去除,直到商是 1,后面只是代公式。数字填空题(如「四位数 5□2□ 是 36 的倍数」)拆成两个互素的判定分别用:末两位是 4 的倍数,数字和是 9 的倍数。
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