Из истории математики о делимости чисел
Введение
Актуальность проекта: При изучении темы: «Признаки делимости натуральных чисел на 2, 3, 5, 9, 10» нас заинтересовал вопрос о делимости чисел. Известно, что не всегда одно натуральное число делится на другое натуральное число без остатка. При делении натуральных чисел, мы получаем остаток, допускаем ошибки, в результате — теряем время. Признаки делимости помогают, не выполняя деление, установить, делится ли одно натуральное число на другое. Мы решили написать исследовательскую работу по данной теме.
Гипотеза:Если можно определить делимость натуральных чисел на 2, 3, 5, 9, 10, то должны быть признаки, по которым можно определить делимость натуральных чисел на другие числа.
Объект исследования:Делимость натуральных чисел.
Предмет исследования: Признаки делимости натуральных чисел.
Цель:Дополнить уже известные признаки делимости натуральных чисел, изучаемые в школе и дополнить свои знания о признаках делимости чисел.
Задачи:
- Изучить историографию вопроса.
- Повторить признаки делимости на 2, 3. 5, 9, 10, изучаемые в школе.
- Исследовать самостоятельно признаки делимости натуральных чисел
на 4, 6, 8, 15, 25, 50, 100, 1000.
- Изучить дополнительную литературу, подтверждающую правильность гипотезы о существовании других признаков делимости натуральных чисел и правильность выявленных нами признаков делимости.
- Выписать найденные из дополнительной литературы признаки делимости натуральных чисел на 7, 11, 12, 13, 14, 19, 37.
- Сделать вывод.
- Составить слайдовую презентацию на тему: «Признаки делимости».
- Составить брошюру «Признаки делимости натуральных чисел».
Методы исследования: Сбор материала, обработка данных, наблюдение, сравнение, анализ, обобщение.
I. Немного из истории.
Признак делимости – это правило, по которому, не выполняя деления можно определить, делится ли одно натуральное число на другое. Признаки делимости всегда интересовали ученых разных стран и времен.
Признаки делимости на 2, 3, 5, 9, 10, были известны с давних времен. Признак делимости на 2 знали древние египтяне за 2 тысячи лет до нашей эры, а признаки делимости на 2, 3, 5 были обстоятельно изложены итальянским математиком Леонардо Фибоначчи (1170-1228г.г.).
При изучении темы: «Простые и составные числа» нас заинтересовал вопрос о составлении таблицы простых чисел, так как простые числа играют важную роль в изучении всех остальных чисел. Оказывается, над этим же вопросом в свое время задумался живший в 3 веке до нашей эры александрийский ученый Эратосфен. Его метод составления списка простых чисел назвали «решето Эратосфена». Пусть надо найти все простые числа до 100. Напишем подряд все числа до 100.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67,68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100.
Оставив число 2, зачеркнем все остальные четные числа. Первым уцелевшим числом после 2 будет 3. Теперь, оставив число 3, зачеркнем числа, делящиеся на 3. Затем зачеркнем числа, делящиеся на 5. В результате все составные числа окажутся вычеркнутыми и останутся только простые числа: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97. По этому методу можно составлять списки простых чисел, больших 100.
Вопросы делимости чисел рассматривались пифагорейцами. В теории чисел ими была проведена большая работа по типологии натуральных чисел. Пифагорейцы делили их на классы.
- совершенных чисел (число равное сумме своих собственных делител
Задачи проекта
1. Изучить историю математики о делимости чисел.
2. Узнать признаки делимости на натуральные чисел от 2 до 25.
3. Изучить свойства делимости чисел.
4. Исследовать применение признаков делимости при решении цифровых головоломок и практических задач.
Гипотеза:признаки делимости способствуют эффективному и рациональному решению задач.
Старинная восточная притча:
Давным-давно жил-был старик, который, умирая, оставил своим трем сыновьям 19 верблюдов. Он завещал старшему сыну половину, среднему – четвертую часть, а младшему – пятую. Не сумев найти решения самостоятельно (ведь задача в «целых верблюдах» решения не имеет), братья обратились к мудрецу.
— О, мудрец!- сказал старший брат. — Отец оставил нам 19 верблюдов и велел разделить между собой: старшему – половину, среднему – четверть, младшему – пятую часть. Но 19 не делится ни на 2, ни на 4, ни на 5. Можешь ли ты, о, достопочтенный, помочь нашему горю, ибо мы хотим выполнить волю отца?
— Нет ничего проще, — ответил им мудрец. – Возьмите моего верблюда и идите домой.
Братья дома легко разделили 20 верблюдов пополам, на 4 и на 5. Старший брат получил 10, средний – 5, а младший – 4 верблюда. При этом один верблюд остался (10+5+4=19). Раздосадованные, братья вернулись к мудрецу и пожаловались:
— О, мудрец, опять мы не выполнили волю отца! Вот этот верблюд – лишний.
— Это не лишний, — сказал мудрец,- это мой верблюд. Верните его и идите домой.
Из истории математики о делимости чисел
Делимость – этоспособность одного числа делиться на другое без остатка. Признаки делимости были широко известны в эпоху Возрождения, поскольку, пользуясь ими, можно было приводить дроби с большими числителями и знаменателями к несократимому виду.
ЭРАТОСФЕН(около 275–194 до н. э.), один из самых разносторонних ученых античности. Эратосфен занимался самыми различными вопросами — ему принадлежат интересные исследования в области математики, астрономии и других наук. Трактаты Эратосфена были посвящены решению геометрических и арифметических задач.
Самым знаменитым математическим открытием Эратосфена стало так называемое «решето», с помощью которого находятся простые числа.
Делитель – это число, которое делит данное число без остатка. Все целые числа (кроме 0 и 1) имеют минимум два делителя: 1 и самого себя. Числа, не имеющие других делителей, называются простыми числами. Числа, имеющие другие делители, называются составными (или сложными) числами. Простых чисел – бесконечное множество. Наименьшим простым числом является 2, это единственное чётное простое число. Все остальные простые числа следует искать среди нечётных чисел, но, разумеется, далеко не всякое нечётное число является простым. Так, например, нечётные числа 3, 5, 7, 11, 13 простые, а такие нечётные числа как 9, 15, 21 — составные, 9 имеет 3 делителя, число 15 – 4 делителя и т. д. Любое составное число можно разлагать на сомножители до тех пор, пока оно не распадётся на одни только простые числа. Простые числа являются как бы первичными элементами, из которых составляются все числа.
В математике Эратосфена интересовал как раз вопрос о том, как найти все простые числа среди натуральных чисел от 1 до N. Эратосфен считал 1 простым числом. Математики считают 1 числом особого вида, которое не относится ни к простым, ни к составным числам. Эратосфен придумал для этого следующий способ. Сначала вычеркивают все числа, делящиеся на 2 (исключая само число 2). Потом берут первое из оставшихся чисел (а именно 3). Ясно, что это число — простое. Вычеркивают все идущие после него числа, делящиеся на 3. Первым оставшимся числом будет 5. Вычеркивают все идущие после него числа, делящиеся на 5, и т. д. Числа, которые уцелеют после всех вычеркиваний, и являются простыми. Так как во времена Эратосфена писали на восковых табличках и не вычеркивали, а «выкалывали» цифры, то табличка после описанного процесса напоминала решето. Поэтому метод Эратосфена для нахождения простых чисел получил название «решето Эратосфена».
 |
 |
Большой вклад в изучение признаков делимости чисел внес Б. Паскаль.
БЛЕЗ ПАСКАЛЬ(Blaise Pascal) (1623–1662), французский религиозный мыслитель, математик и физик, один из величайших умов 17 столетия. Юный Блез очень рано проявил выдающиеся математические способности, научившись считать раньше, чем читать. Свой первый математический трактат «Опыт теории конических сечений» он написал в 24 года. Примерно в это же время он сконструировал механическую суммирующую машину, прообраз арифмометра. Работы Паскаля в области точных наук, или ранний период его творчества относится к году. За эти 10 лет разносторонний ученый сделал очень много: он нашел алгоритм для нахождения признаков делимости любого целого числа на любое другое целое число, сформулировал способ вычисления биноминальных коэффициентов, изложил ряд основных положений элементарной теории вероятности, впервые точно определил и применил для доказательства метод математической индукции.
Источник
Признаки делимости чисел
О чем эта статья:
Что такое «признак делимости»
Признак делимости числа — это такая особенность числа, которая еще до выполнения деления позволяет определить, кратно ли число делителю.
Истинный путь джедая, чтобы зря не пыхтеть над числами, которые в конечном итоге не делятся.
Однозначные, двузначные и трехзначные числа
Однозначное число — это такое число, в составе которого один знак (одна цифра). Девять однозначных натуральных чисел: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
Двузначные числа — такие, в составе которых два знака (две цифры). Цифры могут повторяться или быть различными.
Трехзначные числа — числа, в составе которых три знака (три цифры).
Чётные и нечётные числа
Число называют четным тогда, когда оно делится на два без остатка. А нечетные числа — те, что на два без остатка не делятся. Все просто!
- Число «0» считается четным числом.
- 0, 8, 24, 66, 88, 100, 120 — чётные.
- 1, 7, 31, 75, 91, 111, 311 — нечётные.
Признаки делимости чисел
Признак делимости на 2. Сразу можно сказать, что число делится на 2, если последняя цифра четная.
- Число 51352 можно разделить на 2, так как последняя цифра (2) делится на 2 без остатка.
Признак делимости на 3. Сумма цифр числа должна делиться на 3.
- 20715 можно поделить на 3, так как 2 + 0 + 7 + 1 + 5 = 15 делится на 3.
Признаки делимости на 4. Число делится на 4, если две последние цифры — 0 или если они образуют цифру, которая делится на 4.
- 84100 делится на 4, так как в конце стоят два нуля.
- Число 5324 и 1108 тоже делятся на 4, так как последние цифры образуют числа (24 и 08), которые делятся на 4.
Признаки делимости на 5. Число делится на 5, если заканчивается на 0 или 5.
- 540 и 545 делятся на 5.
Признак делимости на 6. На 6 делятся те числа, которые могут одновременно делится на 2 и на 3.
- Число 612 делится на 2 и на 3.
Признаки делимости на 8. Число делится на 8, если три последних цифры — 0 или если они образуют число, которое делится на 8.
- 43000 делится на 8, так как 43(000) оканчивается нулями
- 8128 — тоже делится на 8: последние три цифры образуют число 128, которое делится на 8.
Признак делимости на 9. Число делится на 9, если сумма цифр делится на 9.
- 1737 — сумма цифр 1 + 7 + 3 + 7 = 18. 18 делится на 9.
Признаки делимости на 10, 100. Числа, которые заканчиваются на 0, 00, 000 делятся на 10, 100, 1000 и так далее.
- 890 делится на 10.
- 1200 делится на 100.
У нас есть очень крутая статья — деление в столбик, возможно тебе будет интересно!
Бесплатный марафон: как самому создавать игры, а не только играть в них (◕ᴗ◕)
Записаться на марафон
Бесплатный марафон: как самому создавать игры, а не только играть в них (◕ᴗ◕)
Источник
Изобретение… признака делимости
О своем изобретении нового признака делимости на 7, удобного для использования в школе, рассказывает ТРИЗ-педагог Сергей Владимирович Ефремов.
Работая в школе с подготовишками, зашёл в кабинет шестого класса и увидел на стене плакат «Признаки делимости чисел». Там были признаки делимости для чисел 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, а для числа 7 такого признака не было. Я спросил у учителя математики:
— Почему нет признака делимости на семь?
Мне ответили, что он есть, но очень сложный. Навел справки в Интернете. Нашёл три признака.
Признак 1: число делится на 7 тогда и только тогда, когда утроенное число десятков, сложенное с числом единиц, делится на 7. Например, 154 делится на 7, так как на 7 делится 15*3+4=49.
Другой пример — число 1001 делится на 7, так как на 7 делятся 100*3+1=301, 30*3+1=91, 9*3+1=28, 2*3+8=14.
Признак 2. число делится на 7 тогда и только тогда, когда модуль алгебраической суммы чисел, образующих нечётные группы по три цифры (начиная с единиц), взятых со знаком «+», и чётных со знаком «-» делится на 7. Например, 138689257 делится на 7, так как на 7 делится |138-689+257|=294.
Признак 3. Число делится на 7 тогда и только тогда, когда результат вычитания удвоенной последней цифры из этого числа без последней цифры делится на 7 (например, 259 делится на 7, так как 25 — (2 · 9) = 7 делится на 7).
Проверим делимость числа 86 576 (восемьдесят шесть тысяч пятьсот семьдесят шесть). В этом числе 8 657 (восемь тысяч шестьсот пятьдесят семь) десятков и 6 (шесть) единиц. Приступаем к проверке делимости этого числа на 7 (семь):
8657 — 6 х 2 = 8657 — 12 = 8645
Снова проверяем делимость на 7 (семь), теперь уже полученного нами числа 8 645 (восемь тысяч шестьсот сорок пять). Теперь у нас 864 (восемь шестьдесят четыре) десятка и 5(пять) единиц:
864 — 5 х 2 = 864 — 10 = 854
Опять повторяем наши действия для числа 854 (восемьсот пятьдесят четыре), в котором 85 (восемьдесят пять) десятков и 4 (четыре) единицы:
85 — 4 х 2 = 85 — 8 = 77
В принципе, уже невооруженным глазом видно, что число 77 (семьдесят семь) делится на 7 (семь) и в результате получается 11 (одиннадцать). Подобный результат мы уже рассматривали выше.
Как видите, признаки действительно сложные. Пользоваться ими в уме трудно из-за большого количества операций. Наиболее простой – третий признак, но тоже два действия, сначала умножение, а потом вычитание, а для чисел за 700 уже надо делать несколько циклов.
«Найти признак деления на 7 с меньшим количеством математических действий».
Применил инструмент ТРИЗ – ИКР (идеальный конечный результат).
Само число должно давать ресурс для вычисления.
И этот ресурс нашёлся. Если посмотреть таблицу умножения на 7, то его произведения имеют отличительное свойство – конечная цифра не повторяется: 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70. На первый взгляд, это усложняет задачу, т.к. проверяемое число с любым окончанием может делиться на 7. Но ведь по правилу ТРИЗ: «Кто мешает, тот и помогает». Надо использовать это свойство на пользу.
Смотря на последнюю цифру в проверяемом числе, мы уже знаем один признак ответа – это число из таблицы умножения, дающее этот кончик. Например, если проверяемое число 154, то если оно делится на 7, последняя цифра в ответе должна быть 2 (7х2=14), а если число 259, то последняя цифра ответа должна быть 7 (7х7=49).
Вот он нужный ресурс – это таблица умножения на 7 – 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70.
Предполагаем, что он у нас есть в памяти. Теперь используем действие из третьего (самого простого) признака – вычитание. Получаем новый признак делимости на 7.
Число делится на 7, когда результат вычитания первой цифры известного произведения из этого числа без последней цифры делится на 7.
А теперь простыми словами.
— Смотрим на проверяемое число, например, уже известное 259.
— Оно оканчивается на 9. Берём ресурс из таблицы умножения 49 . Её первая цифра – 4.
— Вычитаем из 25 эту цифру. 25 – 4 = 21
— Ответ 21. Значит число делится на 7. Это так: 259 : 7 = 37. Последняя цифра 7, как мы и предполагали.
Ещё несколько примеров. 756 делится на 7?
Оно оканчивается на 6. Ресурс – 56. Вычитаем 75 – 5 = 70. Число делится 756 : 7 = 108
Число 392. Оканчивается на 2. Ресурс – 42. Вычитаем 39 -4 = 35. Делится 392 : 7 = 56.
Число 571. Оканчивается на 1. Ресурс – 21. Вычитаем 57 – 2 = 55. Не делится.
Число 574. Оканчивается на 4. Ресурс – 14. Вычитаем 57 – 1 = 56. Делится 574 : 7 = 82
В этом признаке мы исключили одно математическое действие – умножение.
Дополнение.
Для проверяемых чисел больше 700, чтобы избежать повторных циклов, как в признаке 3, используйте для вычитаемого кратные десятки и сотни семёрки.
Рассмотрим, например, число 973. Оно оканчивается на 3. Ресурс – 63. Вычитаем 97 — 6 = 91. Можно идти на второй цикл, а можно вычитать не 6, а 76. 97 — 76 = 21. Делится.
Добавки идут по системе счисления семи: 70, 140, 210 и т.д. в зависимости от проверяемого числа.
Рекомендации
1. Этот признак можно применять в уме без особых трудностей, для чисел до 1000. Он поможет искать кратные для деления.
2. Коллеги, используйте ТРИЗ для решения своих задач! Это экономит время. Мне, чтобы найти этот признак делимости, потребовалось 3 часа с учётом поиска аналогов в интернете.
Буду рад, если этот признак кому-то пригодится.
Об авторе: Ефремов Сергей Владимирович, ТРИЗ-педагог, автор книг и статей по обучению детей, живет в г. Рязань.
Источник