CEPUNT MATEMÁTICA “NÚMEROS PRIMOS –MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO Y MÁXIMO COMÚN DIVISOR” 1. NÚMEROS PRIMOS: 1.1. Número Primo Absoluto: Es aquel número que tiene sólo dos divisores que son el mismo número y la unidad. Ejemplo: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17,... etc. 1.2. Números Compuestos: Son aquellos números que tienen más de dos divisores. Ejemplo: 4, 6, 8, 9, 10, etc. 1.3. Números Primos Entre Si (PESI): Llamados también primos relativos o coprimos, se dicen primos entre si (PESI) cuando el único divisor común que comparten es la unidad. Ejemplo: Sean los números: 10, 12, 21 y 20 Veamos los divisores: D (10) = 1, 2, 5, 10 D (21)= 1, 3, 7, 21 D (12)= 1, 2, 3, 4, 6, 12 D (20)= 1, 2, 4, 5, 10, 20 El único divisor común es el 1, entonces 10, 12, 21 y 20 son PESI. Nota: Dos números consecutivos son siempre PESI. 1.4. Descomposición de un número en sus factores primos: Todo número entero (N) mayor que la unidad se puede descomponer como el producto de factores primos (a, b, c,...) y ligados a ciertos exponentes (, , , ; ...) [Teorema de Gauss]. Equipo de Matemática 69 CEPUNT Esta descomposición es descomposición canónica. MATEMÁTICA única y se llama también N a b c ... Ejemplo: Descomponer 8 400 en sus factores primos: 8400 = 24 3 52 7 1.5. Divisores de un Número (DN): D( N ) 1 1 1... Ejemplo: La cantidad de divisores del número 60 480 es: N = 60 480 = 26 33 5 7 DN = (6 + 1)(3 + 1)(1 + 1)(1 + 1) = 112 El número tiene 112 divisores. 1.6. Divisores de un Número Compuesto: (DN) D( N ) DCompuestos DPrimos 1 Ejemplo: D18 = 1, 2, 3, 6, 9, 18 Dcomp 6 , 9 , 18 CDcomp 3 ; D primos 2 , 3 CDcomp 2 CDN 3 2 1 6 Equipo de Matemática 70 CEPUNT MATEMÁTICA 1.7. Suma de los Divisores de N SD : N S ( DN ) a 1 1 b 1 1 c 1 1 ... a 1 b 1 c 1 Ejemplo: La suma de los divisores del número 4725 es: N = 4 725 = 33 52 7 S DN 331 1 521 1 711 1 40 62 8 19 840 3 1 5 1 7 1 1.8. Suma de las inversas de los divisores de N (SI): SI D N SD Suma de los divisores de N SI ( N ) N N 1.9. Producto de los Divisores de N PD N N D N 2 N P : D N D N 1.10. Divisor Propio: Son todos aquellos divisores menores que él mismo. Ejemplo: De 12 sus divisores propios son: 1; 2; 3; 4 y 6 1.11. Números Perfectos: Son aquellos números cuya suma de sus divisores propios es igual a él mismo. Entre ellos son: 6; 28; 496; 8128 etc. Equipo de Matemática 71 CEPUNT MATEMÁTICA Ejemplo: De 6 sus divisores propios son: 1; 2 y 3 Suma = 1 +2 + 3 = 6 Fórmula para hallar un Número Perfecto: N Perfecto 2 n 2 n1 1 Donde: 2 n1 1 es un número primo absoluto. Los valores de “ n ” son enteros y positivos. 1.12. Números Defectuosos: Son aquellos números que cumplen con la condición, que la suma de sus divisores propios son menores que él mismo. Ejemplo: 35 → Sus divisores propios son 1; 5 y 7 y se observa: 1 + 5 + 7 < 35 1.13. Números Abundantes: Llamados también excesivos. Son aquellos cuya suma de divisores propios es mayor que él mismo. Ejemplo: 20 → Sus divisores propios son: 1, 2, 4, 5 y 10 y se observa: 1 + 2 + 4 + 5 + 10 > 20 1.14. Números Amigos: Dos números enteros positivos son amigos si la suma de los divisores propios de uno de ellos es igual al otro y viceversa. Ejemplo: Los Números: 220 y 284 son amigos porque: Los divisores propios de 220 son: 1 ; 2 ; 4 ; 5 ; 10 ; 11 ; 20 ; 22 ; 44 ; 55 y 110 y la suma de ellos es 284. Equipo de Matemática 72 CEPUNT MATEMÁTICA Los divisores propios de 284 son: 1; 2; 4; 71; 142; la suma de estos divisores es 220. 2. MÁXIMO COMÚN DIVISOR (M.C.D.) 2.1. Máximo Común Divisor: El M.C.D. de varios enteros positivos, es el mayor de los divisores comunes. Ejemplo: D (8) = {1, 2, 4, 8} D (12) = {1, 2, 3, 4, 6, 12} Divisores comunes: {1, 2, 4} Mayor divisor común: {4} El mayor número que divide a 8 y 12 a la vez es 4. M.C.D (8; 12) = 4 2.2. Determinación del M.C.D.: 2.2.1.Por Factorización Individual: Luego de descomponer a los números en sus factores primos, se toman únicamente a los factores comunes afectados de sus menores exponentes. Ejemplo: Sean los números A, B y C descompuestos en sus factores primos: A 23 32 53 7 B 24 52 73 11 C 25 54 7 2 11132 MCD 23 52 7 2.2.2.Por Factorización Simultánea: Consiste en descomponer simultáneamente dos o más números en sus factores primos, hasta obtener números divisores PESI. El MCD es el producto de los divisores comunes extraídos. Equipo de Matemática 73 CEPUNT MATEMÁTICA Ejemplo: Hallar el MCD de 20 y 15 20 – 15 5 MCD 4 – 3 PESI 2.2.3. Algoritmo de Euclides o Divisiones Sucesivas: Se divide el número mayor entre el menor, a su vez el menor entre el primer residuo, luego dividimos el primer residuo entre el segundo residuo y así sucesivamente hasta llegar a un residuo igual a cero. El último divisor empleado es el MCD. Ejemplo: El MCD de 3 450 y 423 es: Cocientes Sucesivos Divisores Sucesivos Residuos Sucesivos 3 450 8 6 2 2 4 423 66 27 12 3 66 27 12 3 0 MCD (3 450, 423) = 3 2.3. Propiedades del M.C.D. a. El MCD de dos números PESI es la unidad: MCD (A; B ) = 1 Equipo de Matemática b. Si dos números son divisibles, el menor de ellos es su MCD. Ejemplo: El MCD de 108 y 27 es 27 porque 108 es divisible entre 27. 74 CEPUNT c. El MCD nunca es mayor que uno de los números. e. Si: MCD (A, B, C) = d se cumple: MCD (A n, B n, C n) = d. n MATEMÁTICA d. MCD (A, B, E, F) = MCD (M, N) donde: M = MCD(A, B) N = MCD (E, F) f. d A B C , , = n n n n MCD Si se dividen a varios números entre su MCD, los cocientes obtenidos son números PESI Si: MCD (A, B, C) = d A = p; d B = q; d C =r d A = pd; B = qd; C = rd o Donde: A, B y C son p , q , r son PESI. d; 3. MINIMO COMÚN MÚLTIPLO (M.C.M.): 3.1. Mínimo Común Múltiplo: El MCM de varios enteros positivos, es el menor entero que sea divisible entre cada uno de ellos. El MCM es el menor de los múltiplos comunes Ejemplo: Sean los números 8 y 12, sus múltiplos son: M (8) = 8, 16, 24, 32, 40, 48,... M (12) = 12, 24, 36, 48, 60, 72,... Múltiplos comunes: {24, 48,...} El MCM de 8 y 12 es 24, que es menor de los múltiplos comunes. Equipo de Matemática 75 CEPUNT MATEMÁTICA 3.2. Determinación del M.C.M.: 3.2.1. Por Factorización Individual ó Descomposición Canónica: Dados varios enteros y obtenidos la descomposición canónica de cada uno, el MCM es igual al producto de los divisores primos comunes y no comunes, elevados a su mayor exponente con que aparecen en la descomposición canónica. Ejemplo: El MCM de 1440 y 2268 es: 1440 = 25 32 5 2268 = 22 34 7 MCM = 25 34 5 7 = 90720. 3.2.2. Por Descomposición Simultánea: Para calcular el MCM de varios enteros, se disponen los enteros en fila y se extraen sus divisores comunes y no comunes y el MCM se obtiene multiplicándolos divisores comunes y no comunes extraídos. Ejemplo: Calcular el MCM (80; 120; 200) 80 - 120 - 200 40 2 - 3 - 5 2 1 - 3 - 5 3 1 - 1 - 5 5 1 - 1 - 1 MCM (80; 120; 200) 23 5 2 3 5 2 3 52 4 1 1 200 Equipo de Matemática 76 CEPUNT MATEMÁTICA 3.3. Propiedades del MCM: a. Si A y B son PESI MCM (A, B) = A B MCM (k, k+1) = k(k + 1) b. El MCM nunca es menor que alguno de los números. Ejemplo: MCM (6, 9, 27) = 54 c. Si de varios números, el mayor de ellos es el múltiplo de los otros, entonces el MCM es el mayor número. Ejemplo: MCM (5, 10, 15, 90) = 90 d. MCM (A, B, C, D) = MCM (M, N) donde: M = MCM (A, B), N = MCM (C, D) e. MCM (n A, n B, n C) = n.MCM (A, B, C) f. MCM g. Si: A B C , , n n n = 1 n MCM (A, B, C) n 1n 1.....n 1 n k 1 , donde: n 1 se repite “ k ” cifras Dados los números: A; B y C A P m 1 ; B P n - 1 ; C P r - 1 MCD P MCDm;n;r 1 PROBLEMAS DE APLICACIÓN: 1. El número de cifras del MCD de los siguientes números: A = 66 ... 66 (7 y B = 66 ... 66 (7 ,es: 160 cifras 240 cifras A) 70 B) 75 Equipo de Matemática C) 80 D) 85 E)90 77 CEPUNT MATEMÁTICA Resolución: A = 7160 – 1 ; B = 7240 – 1 MCD (160, 240) = 80 MCD (A, B) = 780 – 1 = 66 ... 66(7 80 cifras Clave: C 2. El valor de “ n ” sabiendo que el mínimo común múltiplo de A 180n 27 y B 40 n 60 tiene 5 400 divisores es: A) 5 B) 6 C) 7 D) 8 E) 9 Resolución: Descomponiendo canónicamente, se tiene: A 32 n3 2 2 n 5n ; B 3 23n2 5n1 MCM A; B 32 n3 23n2 5n1 DMCM A;B 2n 4 3n 3n 2 5 400 n 8 Clave: D N 2 tiene 63 divisores y N 3 tiene 130 divisores. Determinar la 4 suma de las cifras del número de divisores que tiene N . 3. Si A) 4 B) 5 C) 6 D) 7 E) 8 Resolución: Sea N p a q b descomposición canónica. N2= p 2a q 2b D N 2 2a 12b 1 63 Equipo de Matemática 78 CEPUNT N3= p 3a MATEMÁTICA q 3b D N 3 3a 13b 1 130 Resolviendo: a 3 ; b4 N p 3 q 4 descomposición canónica Luego reemplazando: p 4 a q 4b D N 4 4a 14b 1 1317 221 4 N = S cifras 2 2 1 5 Clave: B 4. Sean los enteros positivos A y B que cumplen: MCM A; ( A B ) 94 11 MCD A2 B 2 ; A B El valor de A B , si se sabe que A no es divisible por 11, es: A) 31 B) 30 C) 28 D) 25 E) 24 Resolución: MCD A2 B 2 ; A 11 B Como el MCD es entero, B puede ser 1 ó 11. Si B =1 MCD A2 1; A 11 Es imposible porque A y A 1 son PESI. 2 Si B = 11 MCD A 2 112 ; A 1 A 11 A 11 son PESI ya que MCM A; A 11 94 Por propiedad: A A 11 94 ya que son PESI Entonces, A y A 11 9 A 20 Se pide A B A B 31 Equipo de Matemática 0 A 11 Clave: A 79 CEPUNT MATEMÁTICA 5. Al calcular el MCD de dos números mediante el algoritmo de Euclides se obtuvieron como cocientes sucesivos a: 2, 3, 5 y 5. Si se sabe que la segunda división se hizo por exceso, y que los números son PESI, entonces la suma de las cifras del número es: A) 6 B) 7 C) 8 D) 9 E)10 Resolución: - Por el algoritmo de Euclides: A 2 3 5 5 B 26d 5d D 26d 5d d 0 Si la segunda división se hizo por exceso entonces se tiene: B 326d 5d 73d A 2B 26d 172d Pero como Luego: A y B son PESI entonces su MCD es 1 A 73 y B 172 Entonces el mayor será 172. S 1 7 2 10 Clave: E 6. Si el producto de dos números es 3 500 y la suma del MCM y MCD de ellos es 360, entonces uno de los números es: A) 35 B) 50 Equipo de Matemática C) 75 D) 80 E) 90 80 CEPUNT MATEMÁTICA Resolución: Propiedad: A B MCD A, B MCM A, B Datos: A B MCD MCM 500 MCD MCM 360 Si: A dx ; B dy , donde d MCD A, B Reemplazando: d dxy d 2 xy 2 2 53 7 d dxy d 1 xy 23 32 5 , se identifica d 2 5 10 y x y 5 7 1 x y 22 32 36 1 x y 1 35 1 5 7 Luego: x 5; y 7 Los números son: A 105 50 B 107 70 Clave: B 7. Al sumar los tres primeros números perfectos la suma de sus cifras que se obtiene es: A) 8 B) 10 C) 11 D) 12 E) 20 Resolución: 6 28 496 530 6 Entonces la suma de sus cifras 5 3 0 8 Equipo de Matemática Clave:A 81