01Α4 – Πρώτοι και σύνθετοι αριθμοί – ΣΤΥΛ ΜΑΘΗΜΑ

01Δ. Πρώτοι και σύνθετοι αριθμοί

ΘΕΩΡΙΑ

01Α4.α 📘 Διαιρέτες ενός φυσικού αριθμού

Ένας φυσικός αριθμός δ λέγεται διαιρέτης ενός φυσικού αριθμού α, όταν η διαίρεση του α με τον δ είναι ακριβής, δηλαδή έχει υπόλοιπο μηδέν.

Παράδειγμα 1
Οι διαιρέτες του \(12\) είναι:

\(1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 6,\ 12\)

Για παράδειγμα, \(12:3=4\), άρα το \(3\) είναι διαιρέτης του \(12\).

Να θυμάμαι: Το \(1\) και ο ίδιος ο αριθμός είναι πάντοτε διαιρέτες κάθε φυσικού αριθμού μεγαλύτερου από το \(0\).

01Α4.β 📘 Τι είναι πρώτος αριθμός;

Ένας φυσικός αριθμός μεγαλύτερος από το \(1\) λέγεται πρώτος, όταν έχει ακριβώς δύο θετικούς διαιρέτες:

\(1\) και τον ίδιο τον αριθμό.

Παράδειγμα 2
Ο \(7\) έχει διαιρέτες μόνο τους \(1\) και \(7\).

Άρα: Ο \(7\) είναι πρώτος αριθμός.

01Α4.γ 📘 Τι είναι σύνθετος αριθμός;

Ένας φυσικός αριθμός μεγαλύτερος από το \(1\) λέγεται σύνθετος, όταν έχει περισσότερους από δύο θετικούς διαιρέτες.

Παράδειγμα 3
Ο \(12\) έχει διαιρέτες:

\(1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 6,\ 12\)

Άρα: Ο \(12\) είναι σύνθετος αριθμός.

01Α4.δ 📘 Ο αριθμός 1 είναι πρώτος ή σύνθετος;

Ο αριθμός \(1\) έχει μόνο έναν θετικό διαιρέτη, τον ίδιο τον \(1\).

Για να είναι ένας αριθμός πρώτος πρέπει να έχει ακριβώς δύο θετικούς διαιρέτες, ενώ για να είναι σύνθετος πρέπει να έχει περισσότερους από δύο.

Προσοχή: Ο \(1\) δεν είναι ούτε πρώτος ούτε σύνθετος αριθμός.

01Α4.ε 📘 Οι πρώτοι αριθμοί που πρέπει να γνωρίζω

Οι πρώτοι αριθμοί μέχρι το \(50\) είναι:

\(2,\ 3,\ 5,\ 7,\ 11,\ 13,\ 17,\ 19,\ 23,\ 29,\ 31,\ 37,\ 41,\ 43,\ 47\)

Ο \(2\) είναι ο μοναδικός άρτιος πρώτος αριθμός.

Να θυμάμαι: Κάθε άρτιος αριθμός μεγαλύτερος από το \(2\) είναι σύνθετος, επειδή διαιρείται και με το \(2\).

01Α4.στ 📘 Πώς ελέγχω αν ένας αριθμός είναι πρώτος;

Για να ελέγξω αν ένας αριθμός είναι πρώτος, εξετάζω αν έχει κάποιον διαιρέτη διαφορετικό από το \(1\) και τον εαυτό του.

1. Ελέγχω αν είναι άρτιος.

2. Ελέγχω αν διαιρείται ακριβώς με μικρότερους φυσικούς αριθμούς.

3. Αν βρω έναν επιπλέον διαιρέτη, ο αριθμός είναι σύνθετος.

Παράδειγμα 4
Ο \(29\) δεν διαιρείται ακριβώς με \(2,3,4\) ή \(5\). Δεν εμφανίζεται άλλος διαιρέτης εκτός από \(1\) και \(29\), άρα είναι πρώτος.

Κλειδί: Για να αποδείξω ότι ένας αριθμός είναι σύνθετος, αρκεί να βρω έναν διαιρέτη διαφορετικό από το \(1\) και τον ίδιο.

01Α4.ζ 📘 Το κόσκινο του Ερατοσθένη

Το κόσκινο του Ερατοσθένη είναι ένας οργανωμένος τρόπος για να βρίσκουμε τους πρώτους αριθμούς μέχρι έναν συγκεκριμένο αριθμό.

1. Γράφουμε τους φυσικούς αριθμούς από το \(2\) και μετά.

2. Κρατάμε το \(2\) και διαγράφουμε τα μεγαλύτερα πολλαπλάσιά του.

3. Κρατάμε το \(3\) και διαγράφουμε τα μεγαλύτερα πολλαπλάσιά του.

4. Συνεχίζουμε με τον επόμενο αριθμό που δεν έχει διαγραφεί.

Οι αριθμοί που μένουν είναι πρώτοι.

Πρώτοι αριθμοί μέχρι το 30
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 Οι παραπάνω αριθμοί έχουν μόνο δύο διαιρέτες: το 1 και τον εαυτό τους Όλοι οι υπόλοιποι αριθμοί από το 2 έως το 30 είναι σύνθετοι.

01Α4.η 📘 Ανάλυση σύνθετου αριθμού σε πρώτους παράγοντες

Κάθε σύνθετος φυσικός αριθμός μπορεί να γραφτεί ως γινόμενο πρώτων αριθμών.

Παράδειγμα 5
Για τον αριθμό \(60\):

\(60=2\cdot30=2\cdot2\cdot15=2\cdot2\cdot3\cdot5\)

Άρα:

\(60=2^2\cdot3\cdot5\)

Να θυμάμαι: Στο τέλος της ανάλυσης όλοι οι παράγοντες πρέπει να είναι πρώτοι αριθμοί.

01Α4.θ 📘 Η σωστή μέθοδος στις ασκήσεις

1. Αν ζητούν τους διαιρέτες ενός αριθμού, τους βρίσκω συστηματικά σε ζευγάρια.

2. Αν ζητούν αν ένας αριθμός είναι πρώτος, ελέγχω αν έχει διαιρέτη διαφορετικό από \(1\) και τον εαυτό του.

3. Αν βρω έστω έναν τέτοιο διαιρέτη, ο αριθμός είναι σύνθετος.

4. Αν ζητούν ανάλυση σε πρώτους παράγοντες, συνεχίζω τις διαιρέσεις μέχρι να μείνουν μόνο πρώτοι αριθμοί.

5. Στο τέλος ελέγχω πολλαπλασιάζοντας τους πρώτους παράγοντες.

Παγίδα: Το ότι ένας αριθμός δεν διαιρείται με το \(2\) δεν σημαίνει ότι είναι πρώτος. Μπορεί να διαιρείται με το \(3\), το \(5\), το \(7\) κτλ.

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ

Α. Διαιρέτες – πρώτοι και σύνθετοι

1✅ Να βρείτε όλους τους θετικούς διαιρέτες του \(18\).

Απάντηση

Βρίσκουμε τα ζευγάρια παραγόντων:

\(1\cdot18=18,\quad 2\cdot9=18,\quad 3\cdot6=18\)

Άρα: Οι διαιρέτες του \(18\) είναι \(1,2,3,6,9,18\).

2✅ Ο αριθμός \(17\) είναι πρώτος ή σύνθετος;

Απάντηση

Οι μοναδικοί θετικοί διαιρέτες του \(17\) είναι οι \(1\) και \(17\).

Άρα: Ο \(17\) είναι πρώτος αριθμός.

3✅ Ο αριθμός \(21\) είναι πρώτος ή σύνθετος;

Απάντηση

Ισχύει:

\(21=3\cdot7\)

Άρα το \(3\) και το \(7\) είναι διαιρέτες του \(21\), εκτός από το \(1\) και το \(21\).

Άρα: Ο \(21\) είναι σύνθετος αριθμός.

Β. Αναγνώριση πρώτων αριθμών

4✅ Να χαρακτηρίσετε τους αριθμούς \(2,9,13,25,31\) ως πρώτους ή σύνθετους.

Απάντηση

Ο \(2\) έχει διαιρέτες \(1,2\), άρα είναι πρώτος.

Ο \(9=3\cdot3\), άρα είναι σύνθετος.

Ο \(13\) έχει μόνο τους διαιρέτες \(1,13\), άρα είναι πρώτος.

Ο \(25=5\cdot5\), άρα είναι σύνθετος.

Ο \(31\) έχει μόνο τους διαιρέτες \(1,31\), άρα είναι πρώτος.

Άρα: Πρώτοι: \(2,13,31\). Σύνθετοι: \(9,25\).

5✅ Να βρείτε όλους τους πρώτους αριθμούς μεταξύ \(10\) και \(30\).

Απάντηση

Εξετάζουμε τους αριθμούς και αποκλείουμε όσους έχουν επιπλέον διαιρέτες.

Άρα: Οι πρώτοι αριθμοί είναι \(11,13,17,19,23,29\).

6✅ Να εξηγήσετε γιατί ο \(51\) είναι σύνθετος χωρίς να βρείτε όλους τους διαιρέτες του.

Απάντηση

Το άθροισμα των ψηφίων του είναι:

\(5+1=6\)

Το \(6\) διαιρείται με το \(3\), άρα και το \(51\) διαιρείται με το \(3\).

\(51=3\cdot17\)

Άρα: Ο \(51\) είναι σύνθετος.

Γ. Ανάλυση σε πρώτους παράγοντες

7✅ Να αναλύσετε τον \(24\) σε γινόμενο πρώτων παραγόντων.

Απάντηση

\(24=2\cdot12=2\cdot2\cdot6=2\cdot2\cdot2\cdot3\)

Άρα: \(24=2^3\cdot3\).

8✅ Να αναλύσετε τον \(90\) σε γινόμενο πρώτων παραγόντων.

Απάντηση

\(90=2\cdot45=2\cdot3\cdot15=2\cdot3\cdot3\cdot5\)

Άρα: \(90=2\cdot3^2\cdot5\).

9✅ Αν \(N=2^3\cdot3\cdot5\), να βρείτε τον αριθμό \(N\).

Απάντηση

\(N=8\cdot3\cdot5=24\cdot5=120\)

Άρα: \(N=120\).

Δ. Σκέψη με διαιρέτες

10✅ Ένας αριθμός έχει διαιρέτες μόνο τους \(1\) και \(37\). Τι συμπεραίνετε;

Απάντηση

Έχει ακριβώς δύο θετικούς διαιρέτες.

Άρα: Ο \(37\) είναι πρώτος αριθμός.

11✅ Ένας φυσικός αριθμός μεγαλύτερος από το \(2\) είναι άρτιος. Μπορεί να είναι πρώτος;

Απάντηση

Κάθε άρτιος αριθμός διαιρείται με το \(2\).

Αν είναι μεγαλύτερος από το \(2\), τότε οι \(1,2\) και ο ίδιος είναι διαφορετικοί διαιρέτες.

Άρα: Όχι. Κάθε άρτιος αριθμός μεγαλύτερος από το \(2\) είναι σύνθετος.

12✅ Ο αριθμός \(1\) έχει μόνο έναν διαιρέτη. Είναι πρώτος;

Απάντηση

Ένας πρώτος αριθμός πρέπει να έχει ακριβώς δύο θετικούς διαιρέτες.

Άρα: Ο \(1\) δεν είναι πρώτος και δεν είναι σύνθετος.

Ε. Παγίδες και έξυπνες εφαρμογές

13✅ Ένας μαθητής λέει: «Κάθε περιττός αριθμός είναι πρώτος». Είναι σωστό;

Απάντηση

Όχι. Για παράδειγμα:

\(9=3\cdot3\)

Ο \(9\) είναι περιττός αλλά σύνθετος.

Άρα: Δεν είναι κάθε περιττός αριθμός πρώτος.

14✅ Να βρείτε τον μικρότερο σύνθετο φυσικό αριθμό.

Απάντηση

Ο \(2\) και ο \(3\) είναι πρώτοι.

Ο \(4\) έχει διαιρέτες \(1,2,4\).

Άρα: Ο μικρότερος σύνθετος φυσικός αριθμός είναι ο \(4\).

15✅ Να βρείτε έναν πρώτο αριθμό \(p\) ώστε ο \(2p\) να είναι μεγαλύτερος από \(20\) και μικρότερος από \(30\).

Απάντηση

Θέλουμε:

\(20<2p<30\)

Άρα το \(p\) πρέπει να είναι πρώτος αριθμός μεγαλύτερος από \(10\) και μικρότερος από \(15\).

Οι πρώτοι σε αυτό το διάστημα είναι \(11\) και \(13\).

Άρα: Μπορούμε να πάρουμε \(p=11\) ή \(p=13\).