§1. Натуральные числа. Делимость натуральных чисел

Натуральными называются числа, употребляемые при счете предметов: 1, 2, 3,...
Сумма и произведение натуральных чисел — число натуральное, разность и частное — не обязательно.

Пусть \( a \) и \( b \) — натуральные числа.
Число \( a \) можно всегда представить в виде
\( a = b \cdot c + r \), где число \(0 \ge r \ge b\).
Число \( r \) называется остатком от деления \( a \) на \( b \).
Если \(r \gt 0\), то \( с \) называется неполным частным,
а нахождение неполного частного и остатка — делением \( a \) на \( b \) с остатком.

Пример:
Нужно 31 разделить на 7 с остатком:
\( 31 = 7 \cdot 4 + 3 \) или \( 31 / 7 = 4 \) (3 в ост.)

Если же остаток равен нулю, равенство принимает вид: \( a = b \cdot c \).
В этом случае \( с \) называют частным и говорят, что \( a \) делится на \( b \) (без остатка или нацело).
Натуральные числа, на которые делится данное число, называются его делителями.
Натуральные числа, которые делятся на данное натуральное число, называются его кратными.

Понятие о необходимых и достаточных условиях

Если из утверждения А следует утверждение В ( \( А \Rightarrow В \) ),
то утверждение А называется достаточным условием для утверждения В,
а утверждение В необходимым условием для утверждения А.

Пример:
если \(a = 0 \), то \(a \cdot b = 0\)
A B
A — достаточное условие для В, но не необходимое ( может ведь и \( b = 0 \) ).
В — необходимое условие для А, но не достаточное, т.к. из того что \( a \cdot b = 0 \) не следует, что \( a = 0 \).

Необходимые и достаточные условия часто называют признаками или критериями.
Синонимами слов «необходимые и достаточные условия» являются обороты
«тогда и только тогда»,
«если и только если»,
«те и только те».

Признаки делимости

Признаки делимости позволяют, не производя непосредственно деления, определить кратно ли данное натуральное число некоторым числам.

  • Признак делимости на 10: На 10 делятся все те и только те числа, которые оканчиваются нулями.
  • Признак делимости на 2: делятся все те и только те числа, запись которых оканчивается четной цифрой.
  • Признак делимости на 5: делятся все те и только те числа, запись которых оканчивается на пять или нуль.
  • Признак делимости на 3 и 9: делятся все те и только те числа, у которых сумма цифр делится соответственно на 3 или на 9.
  • Признак делимости на 4: делятся все те и только те числа, две последние цифры которых представляют число, делящееся на 4.

Более подробно о признаках делимости.

Натуральное число называется простым, если оно не имеет других делителей, кроме себя и единицы.

Натуральное число, имеющее более двух делителей, называется составным.

Единицу не относят ни к простым, ни к составным числам.

Любое натуральное число можно разложить на простые множители, т.е. представить в виде произведения простых чисел.

Пример:
\( 60 = 6 \cdot 10 = (2 \cdot 3) \cdot (2 \cdot 5) = 2^2 \cdot 3 \cdot 5 \)

Разложение числа на простые множители

Можно это делать по схеме, подбирая для каждого следующего частного наименьший простой делитель, пока само частное не станет простым.

Наибольший общий делитель (НОД) и наименьшее общее кратное (НОК)

Наибольший общий делитель (НОД) двух или нескольких натуральных чисел — это наибольший из общих делителей этих чисел.

Если НОД двух чисел равен единице (т.е. у них нет других общих делителей), то эти числа называются взаимно простыми.

Наименьшее общее кратное (НОК) двух или нескольких натуральных чисел — это наименьшее из чисел, которые делятся на каждое из данных.

Находить НОД и НОК можно, пользуясь следующими алгоритмами:

НОД \( (a, b) \) НОК \( (a, b) \)
1. Разложить числа \( a \) и \( b \) на простые множетели;
2. Выбрать все общие простые множетели в полученных разложениях; 2. Дополнить разложение одного числа недостающими множителями из второго разложения;
3. Перемножить их. 3. Перемножить полученные множители.

Пример:

Найти НОД и НОК (588, 840)

  1. Разложение на простые множители чисел:
    \( 588 = 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 7 \cdot 7 \)
    \( 840 = 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 5 \cdot 7 \)
  2. \( НОД (588, 840) = 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 7 = 84 \)
  3. \( НОК (588, 840) = (2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 7 \cdot 7) \cdot 2 \cdot 5 = 5880 \)