65. fogás
PRÍMEK; ÖSSZETETT SZÁMOK – 9. osztály
A gyerekek általános iskolában sok mindent tanulnak a prímekről. a középiskolás anyag ezt 9. osztályban átismétli és kiegészíti egy kevés új ismerettel.
- Az óra elején az egyes feladattípusonként kapják meg a csoportok a példákat, önálló munkával oldják meg ezeket. (kb. 15 -20 perc );
- közben a táblára felírtam mindazt, amit a gyerekek „feladatlap” címen egy fénymásolt lapon megkaptak;
- s megkérdezem az önálló munka befejezése után, hogy ki ismer rá az általa oldott feladatra vagy annak esetleg részletére? Ezek a tanulók kijönnek a táblához, s ismertetik társaikkal a megoldási javaslataikat. Ezeket közösen megvitatják azután.
Ahol az akarat…ott a megoldás!
- személyre szabott módszerek
az óra elején:
- jelenítsük meg az óra elején – folyamán – az óratervet a táblán;
- jelenítsük meg az egyik feladatnál a kulcsszavakat
- kérjük meg az egyik diákot, hogy magyarázza el nekünk a tennivalóját még azelőtt, hogy a feladatnak nekifogna;
- a pár egyik tagja fejtse ki a másiknak, hogy mi a feladatukkal a teendőjük
- pár egyik tagja kérdezze meg a másiknak, hogy mi a feladatukkal a teendőjük
- vegyük át az utasításokat még egyszer, gesztikulálva
óra közben :
- jelöljünk ki egyes diákoknak bizonyos részhatáridőket egyes feladatokra
- kérjük meg, hogy színes tollakkal emelje ki a kulcsszavakat
- oldassuk meg vele a feladatot a táblánál, mondja hangosan a lépéseket s hallgassuk végig az osztállyal együtt,
- szándékosan hibásan írjuk fel az egyik feladat megoldását a táblára – esetleg kérjük meg az ezt a példát oldó tanulót, hogy szóljon, ha hibáslépés írunk!
Feladatlap
1.) 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…
2.)
| Írd fel prímek szorzataként! | Osztói | Osztók száma |
2 | | | |
6 | | | |
600 | | | |
3. ) 2* 2*3=
2*3*2 =
3*2*2 =
Egészítsd ki kitevőkkel az egyenletet, hogy igaz legyen!
12 = 2⌂ * 3⌂
Milyen kapcsolatot fedezel fel a táblázat részei között?
12 osztói : 1 2 3 2*2 2*3 2*2*3 | 6 db | (2+1) * (1+1) = 6 |
4.) Megfigyelés:
2;3;5 egymást követő prímek
2 │2*3*5 | de 2 †2*3*5 + 1 |
3│2*3*5 | 3†2*3*5 + 1 |
5│2*3*5 | 5 †2*3*5 + 1 |
Prím született!
Tétel :
Tegyük fel, hogy összesen n db prím létezik, ezek : Ekkor : pi │ p1 p2 p3….pn
de pi │ p1 p2 p3….pn + 1
, azaz tudtunk készíteni egy új prímet!!!
Tehát a prímek száma végtelen!
Önálló feldolgozásra szánt feladatok
Definíció : A prímszámok : A prímek fogalmát Kr. e. 350-ben Eukleidész vezette be a matematikába, s azon 1-nél nagyobb számok körét alkotják, amelyek csak önmagukkal és eggyel oszthatók maradék nélkül: 2, 3, 5, 7 ,11 ... stb.
a) KERESSÜNK PRÍMEKET!
1.) A Mersenne-prímeket az alábbi képlet állítja elő:
Mp = 2p - 1
Az interneten ma is folyik a Mersenne-prímek keresése: The Great Internet Mersenne Prime Search. A 2003. november 17-én született eredmény a 40. Mersenne-prím, 220996011 - 1 pontosan 6320430 számjegyű. A 41. Mersenne-prím is az előző legnagyobbként ismert prímnél közel 1 millió jeggyel hosszabb: 7 235 733 számjegyből áll, s a 2 24 036 583-1 formában lehet kifejezni.
Ma a legnagyobb ismert prím : 243112609 − 1 (2008. augusztus 23-i állapot)
Készíts magad is 5 prímet a Mp = 2p - 1 ( p prím; Mp az új, keletkező, ún. Merse-prím) képlet segítségével!
2.) Definíció : A prímszámok : A prímek fogalmát Kr. e. 350-ben Eukleidész vezette be a matematikába, s azon 1-nél nagyobb számok körét alkotják, amelyek csak önmagukkal és eggyel oszthatók maradék nélkül: 2, 3, 5, 7 ,11 ... stb.
Eratoszthenész szitája a neves ókori görög matematikus, Eratoszthenész módszere, melynek segítségével egyszerű kizárásos algoritmussal megállapíthatjuk, hogy melyek a prímszámok – papíron például a legkönnyebben 1 és 100 között.
A prímszámok keresésének legegyszerűbb módja a „rosta”, avagy Eratoszthenész szitája: ,minden 3-nál nagyobb számot - szigorúan növekvő sorrendben - megpróbálunk elosztani az összes eddig ismert prímszámmal. Ha valamelyikkel az osztás sikerült, akkor a szám nem prím (például a 4 osztható 2-vel). Ha egyikkel sem tudjuk osztani, akkor az adott szám is prím (például az 5). Ezt a számot hozzávesszük az eddig ismert prímek listájához. Keresd meg Eratoszthenész szitájának segítségével 100-ig a prímeket! 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 |
3.) Eratoszthenész szitája a neves ókori görög matematikus, Eratoszthenész módszere, melynek segítségével egyszerű kizárásos algoritmussal megállapíthatjuk, hogy melyek a prímszámok – papíron például a legkönnyebben 1 és 100 között.
A prímszámok keresésének legegyszerűbb módja a „rosta”, avagy Eratoszthenész szitája:- ,vesszük az 2-t ezt bekarikázzunk, mert prímszám, de a többi 2-vel oszthatót(minden másodikat) kihúzzuk. A hármat is bekarikázzuk, de minden harmadikat kihúzunk. A négy ki van húzva, ezért az 5 fog jönni bekarikázzunk, de minden ötödiket(ilyenkor már csak 5-re végződő 5-tel oszthatók maradtak) kihúzunk...
Keresd meg Eratoszthenész szitájának segítségével 100-ig a prímeket!
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 |
4.) Végezd el a kijelölt műveleteket!
2+1
2*3 + 1 =
2*3*5 + 1 =
Régen az emberek azt hitték, hogy a prímszámok között is van legnagyobb, legutolsó. Nos tévedtek, van egy egyszerű szabály az új prímszám megállapítására:
Először is ismerned kell a alapvető prímeket: 2,3,5,7,11,13,17,...
Szorozd össze sorra a prímszámokat majd adj hozzá 1-et.
Ezzel nem tudod megállapítani az összes prímet, mint láthatjátok az 5-öt, 11-et, 13-at és még sok más prímet nem lehet ezzel a módszerrel kiszámolni, de alkossatok azért még néhányat!
Először is ismerned kell a alapvető prímeket: 2,3,5,7,11,13,17,...
Szorozd össze sorra a prímszámokat majd adj hozzá 1-et.
Ezzel nem tudod megállapítani az összes prímet, mint láthatjátok az 5-öt, 11-et, 13-at és még sok más prímet nem lehet ezzel a módszerrel kiszámolni, de alkossatok azért még néhányat!
2*3*5*7+1=
2*3*5*7*11+ 1 =
Következménye : Tétel : A prímek száma végtelen.
5.) Állíts elő a p = n2 – n + 41 képlettel ( ahol n természetes szám) prímeket!
Ha n = 1, akkor p = ……..
Ha n = 2, akkor p = ……..
Ha n = 3, akkor p = ……..
Ha n = 4, akkor p = ……..
Minden n-re prímet kapunk?
Ha n = 41, akkor p = …41*41 -41 + 41 =
Ha n = 42, akkor p = …42*42-42 +41 = 41* 42 – 41 = ..
- Ismered a mondást? „ Egy fecske nem csinál nyarat?” Hogy’ jön ez most ide??
b) TALÁLSZ-E AZ ALÁBBIAKBAN FELSOROLT OSZTHATÓSÁGI SZABÁLYOK KÖZÖTT SZÁMODRA ISMERTEKET?
6.) Keress közöttük egy újat! Próbáld ki a 1717-es számra vonatkozóan!
2: Azok a számok oszthatók 2-vel, amelyeknek utolsó számjegye(egyes helyiértéken álló) osztható 2-vel.
3: Azok a számok oszthatók 3-mal, amelyeknek a számjegyeinek összege is osztható 3-mal.
4: Azok a számok oszthatók 4-gyel, amelyeknek az utolsó két számjegyéből képzett kétjegyű szám is osztható 4-gyel.
5: Azok a számok oszthatók 5-tel, amelyeknek utolsó számjegye is osztható 5-tel.
6: Azok a számok oszthatók 6-tal, amelyek 2-vel és 3-mal is oszthatóak.
7: 7-tel úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonjuk az utolsó számjegy dupláját(2-szeresét).
Ha az így kapott szám osztható 7-tel akkor az eredeti is. Ha még az így kapott számról sem tudjuk megállapítani, hogy osztható-e 7-tel, akkor ugyanezt a tendenciát kell folytatni amíg olyan számot nem kapunk amiről biztosan meg tudjuk állapítani, hogy osztható 7-tel.
Pl.: 315 -> 31-(2*5)=21. 21 osztható 7-tel, tehát 315 is.
8: Azok a számok oszthatók 8-cal, amelyeknek az utolsó három számjegyéből képzett háromjegyű szám is osztható 8-cal.
9: Azok a számok oszthatók 9-cel, amelyeknek számjegyeinek összege is osztható 9-cel.
10: Azok a számok oszthatók 10-zel, amelyeknek utolsó számjegye is osztható 10-zel, magyarul 0-ra végződik.
11: 11-gyel úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonom az utolsó számjegyet. Ha az így kapott szám osztható 11-gyel, akkor az eredeti is. Ugyanúgy, mint a 7-tel való oszthatóságnál itt is lehet ismételni ezt a folyamatot, ha még mindig megállapíthatatlan az oszthatóság.
Pl.: 5258-> 525-8=517-> 51-7=44 44 osztható 11-gyel, tehát 5258 is.
12: Azok a számok oszthatók 12-vel, amelyek 4-gyel és 3-mal is oszthatóak.
13: 13-mal úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számhoz hozzáadjuk az utolsó számjegy 4-szeresét.
Ugyanúgy, mint a 7-nél is a 11-nél, itt is lehet ismételni a folyamatot.
Pl.: 6175-> 617+(4*5)=637-> 63+(4*7)=91-> 9+(4*1)=13. 13 osztható 13-mal, tehát 6175 is.
14: Azok a számok oszthatók 14-gyel, amelyek 2-vel és 7-tel is oszthatóak.
15: Azok a számok oszthatók 15-tel, amelyek 3-mal és 5-tel is oszthatóak.
16: Azok a számok oszthatók 16-tal, amelyeknek utolsó négy számjegyéből képzett négyjegyű szám is osztható 16-tal.
17: 17-tel úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonjuk az utolsó számjegy ötszörösét. A folyamat itt is ismételhető.
Pl.: 132770-> 13277-(0*5)=13277-> 1327-(7*5)=1292-> 129-(2*5)=119. 119 osztható 17-tel, tehát 132770 is osztható 17-tel.
18: Azok a számok oszthatók 18-cal amelyek 2-vel és 9-cel is oszthatóak.
19: 19-cel úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számhoz hozzáadjuk az utolsó számjegy kétszeresét. A folyamat itt is ismételhető.
Pl.: 7828-> 782+(2*8)=798-> 79+(2*8)=95-> 9+(2*5)=19. 19 osztható 19-cel, tehát 7828 is osztható 19-cel.
20: Azok a számok oszthatók 20-szal, amelyeknek az utolsó két számjegyükből képzett két jegyű szám is osztható 20-szal.
21: Azok a számok oszthatók 21-gyel, amelyek 3-mal és 7-tel is oszthatóak.
3: Azok a számok oszthatók 3-mal, amelyeknek a számjegyeinek összege is osztható 3-mal.
4: Azok a számok oszthatók 4-gyel, amelyeknek az utolsó két számjegyéből képzett kétjegyű szám is osztható 4-gyel.
5: Azok a számok oszthatók 5-tel, amelyeknek utolsó számjegye is osztható 5-tel.
6: Azok a számok oszthatók 6-tal, amelyek 2-vel és 3-mal is oszthatóak.
7: 7-tel úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonjuk az utolsó számjegy dupláját(2-szeresét).
Ha az így kapott szám osztható 7-tel akkor az eredeti is. Ha még az így kapott számról sem tudjuk megállapítani, hogy osztható-e 7-tel, akkor ugyanezt a tendenciát kell folytatni amíg olyan számot nem kapunk amiről biztosan meg tudjuk állapítani, hogy osztható 7-tel.
Pl.: 315 -> 31-(2*5)=21. 21 osztható 7-tel, tehát 315 is.
8: Azok a számok oszthatók 8-cal, amelyeknek az utolsó három számjegyéből képzett háromjegyű szám is osztható 8-cal.
9: Azok a számok oszthatók 9-cel, amelyeknek számjegyeinek összege is osztható 9-cel.
10: Azok a számok oszthatók 10-zel, amelyeknek utolsó számjegye is osztható 10-zel, magyarul 0-ra végződik.
11: 11-gyel úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonom az utolsó számjegyet. Ha az így kapott szám osztható 11-gyel, akkor az eredeti is. Ugyanúgy, mint a 7-tel való oszthatóságnál itt is lehet ismételni ezt a folyamatot, ha még mindig megállapíthatatlan az oszthatóság.
Pl.: 5258-> 525-8=517-> 51-7=44 44 osztható 11-gyel, tehát 5258 is.
12: Azok a számok oszthatók 12-vel, amelyek 4-gyel és 3-mal is oszthatóak.
13: 13-mal úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől utolsó előtti számjegyéig képzett számhoz hozzáadjuk az utolsó számjegy 4-szeresét.
Ugyanúgy, mint a 7-nél is a 11-nél, itt is lehet ismételni a folyamatot.
Pl.: 6175-> 617+(4*5)=637-> 63+(4*7)=91-> 9+(4*1)=13. 13 osztható 13-mal, tehát 6175 is.
14: Azok a számok oszthatók 14-gyel, amelyek 2-vel és 7-tel is oszthatóak.
15: Azok a számok oszthatók 15-tel, amelyek 3-mal és 5-tel is oszthatóak.
16: Azok a számok oszthatók 16-tal, amelyeknek utolsó négy számjegyéből képzett négyjegyű szám is osztható 16-tal.
17: 17-tel úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számból kivonjuk az utolsó számjegy ötszörösét. A folyamat itt is ismételhető.
Pl.: 132770-> 13277-(0*5)=13277-> 1327-(7*5)=1292-> 129-(2*5)=119. 119 osztható 17-tel, tehát 132770 is osztható 17-tel.
18: Azok a számok oszthatók 18-cal amelyek 2-vel és 9-cel is oszthatóak.
19: 19-cel úgy vizsgálhatjuk meg az oszthatóságot, hogy a szám első számjegyétől az utolsó előtti számjegyéig képzett számhoz hozzáadjuk az utolsó számjegy kétszeresét. A folyamat itt is ismételhető.
Pl.: 7828-> 782+(2*8)=798-> 79+(2*8)=95-> 9+(2*5)=19. 19 osztható 19-cel, tehát 7828 is osztható 19-cel.
20: Azok a számok oszthatók 20-szal, amelyeknek az utolsó két számjegyükből képzett két jegyű szám is osztható 20-szal.
21: Azok a számok oszthatók 21-gyel, amelyek 3-mal és 7-tel is oszthatóak.
C) SZÁMOK OSZTÓI
3 gyereket kiáll az osztály elé egy-egy „hangszerrel”: pl. egyikük csettint, másikuk egy fémcipzárt húzogat, a harmadik pedig füttyent. (Lehet persze „szépen” szóló csengőkkel, stb. is.)Az első a 2-vel, másikuk a 3-mal, a harmadik az 5-tel osztható számokra kelt zajt. Az osztály számol egyesével hangosan. Pl.:
:
Mikor hallunk egyszerre 2 hangszert? Mikor hármat?
Két hangszer szól azokon a számokon, melyeknek 2, 3és 5 közül pontosan kettő osztója, pl.: 6, 10, 12, stb.
Három hangszert hallunk azzal a számmal, melynek mindhárom szám osztója, pl.: 0, 30, 60 stb.
9.) Keresd meg az alábbi számok összes osztóját!
2 osztói :
3 osztói:
6 osztói:
12 osztói
64 sztói:
100 osztói:
144 osztói:
600ztói :
10.) Írd fel az alábbi számokat prímek szorzataként!
2=
3 =
6 =
12=
64 =
100=
144=
600=
11.) Mely számok prímtényezős felbontásait láthatod itt? Végezd el a szorzást!
2*1 =
2*3=
3*2=
2*3*2=
2*2*3 =
3*2*2*=
2*5*2*5=
2*2*5*5=
5*2*2*5=
2*3*5*7*=
7*3*5*2=
5*2*7*3=
23 · 3 · 52=
Mit tapasztalsz?
12.) Keresd meg az alábbi számok összes osztóját! Hány darabot találtál az egyes számoknál?
1 osztói:…………………………; ……….. db
4 osztói:…………………………; ……….. db
9 osztói:…………………………; ……….. db
16 osztói:…………………………; ……….. db
25 osztói:…………………………; ……….. db
36 osztói:…………………………; ……….. db
49 osztói:…………………………; ……….. db
144 osztói:…………………………; ……….. .db
600 osztói:………………………… ………....db
13.) Válaszolj az alábbi kérdésekre!
Ha egy számnak két prímosztója van (pl. a 2 és a 3), és a szám a két prím szorzata, akkor mi lehet a szám, és mik lehetnek a szám osztói?
Összesen hány osztója van?
Ha egy számnak három prímosztója van (jelöljük a-val, b-vel és c-vel), és a szám a három prím szorzata, akkor mik lehetnek a szám osztói? Összesen hány osztója van?
Ha egy számnak a prímosztói az 2, a 2, és a 3, és a szám e három prím szorzata, akkor mi lehet a szám és mik lehetnek a szám osztói? Összesen hány osztója van?
Hány osztója van a 22* 31* 53 –nak?
Hány osztója van egy számnak?
d) FELADATOK
14.) A szultán börtönében száz cella van, 1-től 100-ig számozva, mindegyikben egy rab. A cellák zárja különleges, mindegyiket ugyanaz a kulcs nyitja és zárja a következőképpen: minden fordítás változtat a zár "állapotán", ha nyitva volt bezárja, ha zárva volt kinyitja. A szultán lánya esküvője alkalmából amnesztiát hirdet. Száz fogdaőrt indít útnak. Az első minden zárban fordít egyet kulcsán. A második már csak minden másodikban, tehát a 2, 4, 6,..., 100-as cellákéban. A harmadik minden harmadikban (3, 6,...). És így tovább, a 100. fogdaőrt már csak a 100-as celláéban. Akinek az ajtója nyitva maradt, az szabadul. Hányan távozhatnak?
15.) A cellákon annyi zár van, ahányadik cella, tehát a 100. cellán 100 zár van. Az első őr kinyitja az első napon a legelső zárat az összes cellán. A második őr a második napon minden második cellán kinyitja a második zárat, és így tovább. A századik nap után kik szabadulnak ki?
16.) A szultán felébred egyik reggel, és mivel nagyon jó napja van, amnesztiát hirdet. De azért nem akarja az összes foglyot elengedni, mert akkor üres lenne a börtön, ezért a következő furfangos megoldást találja ki: Az őr az első nap minden cellát kinyit, a másodikon minden másodikat, a harmadikon minden harmadikat, és így tovább. De ha a zár nyitva van, ő bezárja, ha csukva van, akkor kinyitja. A börtönben 100 cella van, melyiknek az ajtaja lesz nyitva a századik nap után?
Csakhogy ez az őr nagyon nem szereti a páros számokat, így csak páratlan napokon hajlandó előjönni. Így első nap az összes cellában elfordítja a zárat, a harmadik napon minden harmadik cellában, és így tovább. 100 cella van, minden cellán egy zár. A századik nap után melyik cella lesz nyitva?
17.) Egy szultán 100 lányból választ feleséget. Mind a 100-at bezárják 1-1 szobába. Aztán az első őrt azzal a paranccsal küldi ki, hogy minden záron fordítson egyet, majd a 2. őrt, hogy minden 2.-on fordítson egyet, a 3.őrt, hogy minden 3.-on... így tovább. A 100. őrnek a 100. ajtón kell fordítania egyet. Az a lány, akinek nyílik az ajtaja feleség lesz. Hány felesége lesz a szultánnak?
18.) A szultán felébred egyik reggel, és mivel nagyon jó napja van, amnesztiát hirdet. De azért nem akarja az összes foglyot elengedni, mert akkor üres lenne a börtön, ezért a következő furfangos megoldást találja ki: Az őr az első nap minden cellát kinyit, a másodikon minden másodikat, a harmadikon minden harmadikat, és így tovább. De ha a zár nyitva van, ő bezárja, ha csukva van, akkor kinyitja. A börtönben 10 cella van, melyiknek az ajtaja lesz nyitva a tizedik nap után?
IDŐKITÖLTŐ
Ez egyike a matematika legreménytelenebb problémáinak.
Az ilyen tulajdonságú p, p+2 párokat hívják ikerprímeknek
-
Adott egy várbörtön, annak 400 cellája, és minden cellában egy-egy rab. A zárak működése a következő: egy fordításra zár, a következő fordításra nyit, utána ismét zár és így tovább. A várúrnak születésnapja van, ezért ezen a napon engedékeny, elküld egy őrt, hogy minden záron fordítson egyet. De így rájön, hogy rab nélkül marad a börtöne, ezért a következőt találja ki: elküldi a második őrt azzal, hogy minden második záron fordítson egyet (másodikkal kezdve), majd küldi a harmadikat, neki minden harmadik záron kell fordítania. És így tovább egészen a 400. őrig, akinek már csak a 400. ajtó zárján fordít egyet. Ezek után amelyik cella ajtaja nyitva van, azt a rabot szabadon engedik. | | |
|
| | Mennyire volt nagylelkű a születésnapját ünneplő várúr, vagyis hány rabot engedett szabadon? |
Matematikus:
3 - prím
5 - prím
7 - prím
teljes indukció:
minden páratlan szám prím
Fizikus:
3 - prím
5 - prím
7 - prím
9- mérési hiba
11 - prím...
Bölcsész:
3 - prím
5 - prím
7 – prím
Megoldások ( hoz)
Eratoszthenész szitájához : Az algoritmus
1. Írjuk fel a számokat egymás alá 2-től ameddig a prímtesztet elvégezni kívánjuk. Ez lesz az A lista. (Az animáció bal oldalán.)
2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
2. Kezdjünk egy B listát 2-vel, az első prím számmal. (Az animáció jobb oldalán.)
3. Húzzuk le 2-t és az összes többszörösét az A listáról.
2 | 3 | | 5 | | 7 | | 9 | | 11 | | 13 | | 15 | | 17 | | 19 | |
4. Az első át nem húzott szám az A listán a következő prím. Írjuk fel a B listára.
5. Húzzuk át az így megtalált következő prímet és az összes többszörösét.
2 | 3 | | 5 | | 7 | | | | 11 | | 13 | | | | 17 | | 19 | |
6. Ismételjük a 3–5. lépéseket, amíg az A listán nincs minden szám áthúzva.
összetett számok is!!!!!!!
Prímszámok száma végtelen. Már az ókorban Eukleidész bebizonyította, hogy végtelen sok prímszám. van. Mai megfogalmazással a bizonyítás menete a következő: Tekintsük az első k darab prímszámot. p1=2, p2=3, p3=5, legyen az utolsó, a k-ik pk. Szorozzuk össze őket: p1*p2*p3*....*pk, majd adjunk hozzá 1-t. Az így kapott N= p1*p2*p3*....*pk +1 szám vagy prím, vagy összetett. Ha prím, akkor különbözik mindegyiktől, amit összeszoroztunk, tehát nem igaz, hogy az összes prímszám szerepel az N szám képzésében. Ha pedig N összetett szám, akkor van prímosztója. De az oszthatóság szabályai szerint ez nem lehet egyik sem a pk-ig terjedő prímszámok között. Ez azt jelenti, hogy ezzel a módszerrel mindig találhatunk új prímszámot, azaz végtelen sok prímszám van.
Eukleidész ugyanezt így fogalmazta meg Elemek című művében: "Prímszámból prímszámok bármely sokaságánál több van. Legyenek az adott prímszámok a, b és c. Azt állítom, hogy több prímszám van, mint a, b és c. Vegyük ugyanis a, b és c legkisebb közös többszörösét, legyen ez DE, és adjuk hozzá DE-hez a DF egységet. Ekkor EF vagy prím, vagy nem. Legyen először prím. Találtunk tehát az a, b és c számoknál több prímet, a-t, b-t, c-t és EF-t. Ne legyen most EF prím. Ekkor osztja valamelyik prímszám. Osztja a g prím. Azt állítom, hogy g az a, b és c egyikével sem azonos. Tegyük föl ugyanis, hogy az a, b és c osztják DE-t, tehát g is osztja DE-t. Viszont EF-t is osztja, tehát a maradék DF egységet is osztja g, noha szám, ami ellentmondás. A g tehát nem azonos az a, b, c számok egyikével sem. S feltétel szerint prím, tehát találtunk az adott a, b, c prímeknél több prímet, a-t, b-t, c-t, g-t. Éppen ezt kellett megmutatni."Éppen ezt kellett megmutatni. (Quod erat demonstrandum. Q.E
Összes osztók száma
Vizsgáljuk meg, hogy egy számnak - például 600-nak - hány darab osztója van!
Az osztók számának meghatározásában a prímtényezős felbontás segíthet: 600 = 23 · 3 · 52
. Természetes, hogy 600 osztóinak prímtényezős felbontásában nem lehet más prímszám, mint a 2; 3; 5. A 600 osztói között van olyan, amelyben mindhárom prímszám szerepel, van olyan, amelyben a három közül csak kettő, van olyan is, amelyben a három prímszám közül csak egy, és természetesen 600-nak osztója az 1 is. Azt mondhatjuk: az osztókat háromtényezős szorzatként írhatjuk fel. Egy-egy tényező lehet a 2, a 3 vagy az 5 pozitív egész kitevőjű hatványa (a megfelelő kitevőig ), vagy az 1. Írjuk fel ezeket áttekinthető módon:
1 1 1 2 1 3 1 5 1 2 2 5 2 2 3 Ajánlatos olyan eljárást keresnünk, amellyel minden lehetséges kiválasztást rendre megkapunk. Hány ilyen kiválasztás lehetséges?
A kiválasztottakhoz a második oszlop két száma közül bármelyiket választhatjuk. Ez az előző lehetőségek számát kétszerezi. A harmadik oszlopból a három szám bármelyikét vehetjük harmadik tényezőnek. Ez a 4 · 2 lehetőséget háromszorozza. Ezért a kiválasztás lehetőségeinek száma 4 · 2 · 3.
Emiatt 600 összes osztóinak a száma: 4 · 2 · 3 = 24.
Ezek: 1, 5, 25, 3, 15, 75; 2, 10, 50, 6, 30, 150; 4, 20, 100, 12, 60, 300; 8, 40, 200, 24; 120, 600.
Az előző 4 · 2 · 3 szorzat tényezői 600 prímtényezős felbontásában szereplő prímszámok hatványkitevőinél 1-gyel nagyobb számok.
Ugyanilyen gondolatmenettel bármely a szám osztóinak a számát megkapjuk, ha felírjuk az a szám prímtényezős felbontását, és a prímszámok hatványkitevőinél 1-gyel nagyobb számokat összeszorozzuk. Röviden:
Ha a= p 1 α 1 ⋅ p 2 α 2 ⋅ p 3 α 3 ⋅...⋅ p n α n ahol p 1 , p 2 ,..., p n különböző prímszámok és α 1 , α 2 ,... α n pozitív egész kitevők, akkor az a szám osztóinak a száma: ( α 1 +1 )( α 2 +1 )...( α n +1 ).
A valódi osztók száma ennél 2-vel kevesebb.
Feladatok :
A szultán börtönében száz cella van, 1-től 100-ig számozva, mindegyikben egy rab. A cellák zárja különleges, mindegyiket ugyanaz a kulcs nyitja és zárja a következőképpen: minden fordítás változtat a zár "állapotán", ha nyitva volt bezárja, ha zárva volt kinyitja. A szultán lánya esküvője alkalmából amnesztiát hirdet. Száz fogdaőrt indít útnak. Az első minden zárban fordít egyet kulcsán. A második már csak minden másodikban, tehát a 2, 4, 6,..., 100-as cellákéban. A harmadik minden harmadikban (3, 6,...). És így tovább, a 100. fogdaőrt már csak a 100-as celláéban. Akinek az ajtója nyitva maradt, az szabadul. Hányan távozhatnak?
b) 10
Egy adott cella zárjához csak azok az őrök nyúlnak, amelyek "sorszáma" osztója a cellaszámnak. Ha páros számú osztója van a cellaszámnak, akkor zárva, ha páratlan számú osztója van a cellaszámnak, akkor nyitva lesz (nyit - zár - nyit - zár - stb...). Páratlan számú osztója az osztópárok miatt a négyzetszámoknak (1; 4; 9;16; 25;36; 49; 64; 81; 100) van, ezért 10 rab szabadul.
b) 10
Egy adott cella zárjához csak azok az őrök nyúlnak, amelyek "sorszáma" osztója a cellaszámnak. Ha páros számú osztója van a cellaszámnak, akkor zárva, ha páratlan számú osztója van a cellaszámnak, akkor nyitva lesz (nyit - zár - nyit - zár - stb...). Páratlan számú osztója az osztópárok miatt a négyzetszámoknak (1; 4; 9;16; 25;36; 49; 64; 81; 100) van, ezért 10 rab szabadul.
Megoldás:
a) Segíti a megoldást minden esetben, ha rajzot készítünk. Egy cella akkor lesz nyitva, ha rajta az összes zár nyitva lesz. A második zár melyik cellákon lesz nyitva? Amelyek oszthatóak 2-vel. A harmadik zár azokon lesz nyitva, amelyek oszthatóak 3-mal. Tehát akkor lesz egy cellán az összes zár nyitva, ha az összes „előző” szám osztója.
b) Kettő ilyen szám van: az 1 és a 2, vagyis az első két cella marad nyitva a századik nap után.
Megoldás:
a) nyit (1) – zár - nyit
Mivel az első nap minden cellát kinyit és utána már csak azokat a cellákat nyitja vagy zárja, amelyeknek van még páratlan osztója, azok a cellák biztosan nyitva maradnak, amelyeknek az 1-en kívül nincs más páratlan osztójuk.
Másrészt a többi maradék cellák közül azok lesznek nyitva, amelyeknek páratlan sok osztója van, ugyanúgy, ahogy az alapfeladatban is.
b) Az olyan számok, amelyeknek nincsen az 1-en kívül páratlan osztójuk, a kettőhatványok: 1, 2, 4, 8, … A másik féle megoldás a négyzetszámok. Tehát egy cella ajtaja akkor lesz nyitva, ha a sorszáma kettőhatvány vagy négyzetszám.
1.) 2.Egy szultán 100 lányból választ feleséget. Mind a 100-at bezárják 1-1 szobába. Aztán az első őrt azzal a paranccsal küldi ki, hogy minden záron fordítson egyet, majd 0 2, őrt, hogy minden 2.-on fordítson egyet, a 3.őrt, hogy minden 3.on... így tovább. A 100, őrnek a 100.ajtón kell fordítania egyet.Az a lány, akinek nyílik az ajtaja feleség lesz. Hány felesége les a szultánnak?
A masodiknal azt kell megoldani, hogy az i-edik or pont az i-vel oszthato szamu cellak zarjan fordit egyet, tehat egy cella zarjan pont annyit forditanak, ahany osztoja van. Azok a lanyok szabadulnak ki, akiknek a zarjan paratlan sokat forditottak.
Tehat a kerdes az, hogy hany olyan szam van 1-100 között,melynek paratlan sok osztója van. Gondolkodj azon, hogyy mit is jelent, ha egy szamnak paratlan sok osztoja van, es ha ezt megerted, akkor megvan a feladat.
Tehat a kerdes az, hogy hany olyan szam van 1-100 között,melynek paratlan sok osztója van. Gondolkodj azon, hogyy mit is jelent, ha egy szamnak paratlan sok osztoja van, es ha ezt megerted, akkor megvan a feladat.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése