Copertă

IV.3. Aplic

Lecția IV.3 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 13

Rezolvare scurtă

\( \overline{5x1y} \vdots 5 \Rightarrow y \in \{0, 5\} \) \( \overline{5x1y} \vdots 3 \Rightarrow (5 + x + 1 + y) \vdots 3 \Rightarrow (6 + x + y) \vdots 3 \) Cazul \( y = 0 \): \( (6 + x + 0) \vdots 3 \Rightarrow (6 + x) \in \{6, 9, 12, 15\} \Rightarrow x \in \{0, 3, 6, 9\} \) Numerele sunt: 5010, 5310, 5610, 5910. Cazul \( y = 5 \): \( (6 + x + 5) \vdots 3 \Rightarrow (11 + x) \in \{12, 15, 18\} \Rightarrow x \in \{1, 4, 7\} \) Numerele sunt: 5115, 5415, 5715. Toate numerele sunt: 5010, 5310, 5610, 5910, 5115, 5415, 5715.

Rezolvare detaliată

Analiza condițiilor de divizibilitate

Pentru ca numărul de forma \( \overline{5x1y} \) să fie divizibil simultan cu 3 și cu 5, trebuie să respecte criteriile specifice pentru fiecare număr. Deoarece \( x \) și \( y \) sunt cifre, ele pot lua valori din mulțimea \( \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\} \).

Pasul 1: Aplicarea criteriului de divizibilitate cu 5

Un număr este divizibil cu 5 dacă ultima sa cifră este 0 sau 5. În cazul nostru, ultima cifră este \( y \), deci avem: \[ y \in \{0, 5\} \]

Pasul 2: Aplicarea criteriului de divizibilitate cu 3

Un număr este divizibil cu 3 dacă suma cifrelor sale se divide cu 3. Suma cifrelor pentru \( \overline{5x1y} \) este \( 5 + x + 1 + y = 6 + x + y \). Vom analiza fiecare caz posibil pentru \( y \): Cazul 1: Dacă \( y = 0 \) Suma cifrelor devine \( 6 + x + 0 = 6 + x \). Trebuie ca \( (6 + x) \vdots 3 \). Deoarece 6 este deja divizibil cu 3, cifra \( x \) trebuie să fie ea însăși un multiplu de 3: - Dacă \( x = 0 \Rightarrow 6 + 0 = 6 \) (se divide cu 3) - Dacă \( x = 3 \Rightarrow 6 + 3 = 9 \) (se divide cu 3) - Dacă \( x = 6 \Rightarrow 6 + 6 = 12 \) (se divide cu 3) - Dacă \( x = 9 \Rightarrow 6 + 9 = 15 \) (se divide cu 3) Numerele obținute sunt: \( 5010, 5310, 5610, 5910 \). Cazul 2: Dacă \( y = 5 \) Suma cifrelor devine \( 6 + x + 5 = 11 + x \). Trebuie ca \( (11 + x) \vdots 3 \). Căutăm valorile lui \( x \) pentru care \( 11 + x \) este multiplu de 3: - Dacă \( x = 1 \Rightarrow 11 + 1 = 12 \) (se divide cu 3) - Dacă \( x = 4 \Rightarrow 11 + 4 = 15 \) (se divide cu 3) - Dacă \( x = 7 \Rightarrow 11 + 7 = 18 \) (se divide cu 3) Numerele obținute sunt: \( 5115, 5415, 5715 \).

Concluzie

Am determinat toate combinațiile de cifre care respectă ambele criterii de divizibilitate.

Rezolvare pe scurt:

\( \overline{5x1y} \vdots 5 \Rightarrow y \in \{0, 5\} \) \( y = 0 \Rightarrow (6 + x) \vdots 3 \Rightarrow x \in \{0, 3, 6, 9\} \Rightarrow 5010, 5310, 5610, 5910 \) \( y = 5 \Rightarrow (11 + x) \vdots 3 \Rightarrow x \in \{1, 4, 7\} \Rightarrow 5115, 5415, 5715 \) Numerele: 5010, 5310, 5610, 5910, 5115, 5415, 5715.

Cele mai importante aspecte ale lecției

Criteriul cu 3: Un număr este divizibil cu 3 dacă suma cifrelor sale se împarte exact la 3. Exemplu: \( 102 \rightarrow 1+0+2 = 3 \vdots 3 \).
Criteriul cu 9: Un număr este divizibil cu 9 dacă suma cifrelor sale se împarte exact la 9. Exemplu: \( 288 \rightarrow 2+8+8 = 18 \vdots 9 \).
Proprietate utilă: Restul împărțirii unui număr la 9 este egal cu suma repetată a cifrelor sale aduse la o singură cifră (dacă se obține 9, restul este 0). Exemplu: pentru \( 88 \), \( 8+8=16 \rightarrow 1+6=7 \), deci restul împărțirii lui \( 88 \) la 9 este 7.
Un număr natural este divizibil cu 3 dacă și numai dacă suma cifrelor sale este divizibilă cu 3.
Să verificăm dacă numărul \( 417 \) este divizibil cu 3:
Suma cifrelor este: \( 4 + 1 + 7 = 12 \).
Deoarece \( 12 \) este divizibil cu 3 (\( 12 \vdots 3 \)), rezultă că și numărul \( 417 \) este divizibil cu 3 (\( 417 \vdots 3 \)).
Să verificăm dacă numărul \( 254 \) este divizibil cu 3:
Suma cifrelor este: \( 2 + 5 + 4 = 11 \).
Deoarece \( 11 \) nu este divizibil cu 3 (\( 11 \not\vdots 3 \)), rezultă că nici numărul \( 254 \) nu este divizibil cu 3 (\( 254 \not\vdots 3 \)).
Un număr natural este divizibil cu 9 dacă și numai dacă suma cifrelor sale este divizibilă cu 9.
Să verificăm dacă numărul \( 576 \) este divizibil cu 9:
Suma cifrelor este: \( 5 + 7 + 6 = 18 \).
Deoarece \( 18 \) este divizibil cu 9 (\( 18 \vdots 9 \)), rezultă că și numărul \( 576 \) este divizibil cu 9 (\( 576 \vdots 9 \)).
Să verificăm dacă numărul \( 449 \) este divizibil cu 9:
Suma cifrelor este: \( 4 + 4 + 9 = 17 \).
Deoarece \( 17 \) nu este divizibil cu 9 (\( 17 \not\vdots 9 \)), rezultă că nici numărul \( 449 \) nu este divizibil cu 9 (\( 449 \not\vdots 9 \)).
Sunt întotdeauna divizibile cu 9:
  • Diferența dintre orice număr natural și suma cifrelor sale (Exemplu: \(52 - (5 + 2) = 45\), iar \(45 \vdots 9\)).
  • Diferența dintre două numere care au aceleași cifre, dar scrise în altă ordine (Exemplu: \(813 - 138 = 675\), iar \(675 \vdots 9\)).
  • Diferența a două numere care au aceeași sumă a cifrelor.
Restul împărțirii oricărui număr natural la 9 se poate calcula fără a efectua împărțirea, prin adunarea repetată a cifrelor sale până când obținem un număr format dintr-o singură cifră:
  • Dacă obținem o cifră de la 1 la 8, aceasta reprezintă restul împărțirii.
  • Dacă obținem cifra 9, atunci restul este 0 (numărul se împarte exact la 9).
Aflați restul împărțirii numărului \( 569\,826\,701 \) la 9.
Suma cifrelor este: \( 5 + 6 + 9 + 8 + 2 + 6 + 7 + 0 + 1 = 44 \).
Suma cifrelor numărului \( 44 \) este: \( 4 + 4 = 8 \).
Deoarece am obținut cifra 8, restul împărțirii numărului inițial la 9 este 8.
Scrieți suma cifrelor numărului care conține necunoscuta \(x\). Rețineți că \(x\) reprezintă o cifră, deci \(x \in \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\}\). Dacă \(x\) este prima cifră a numărului, atunci \(x \neq 0\).
Impuneți condiția ca această sumă să fie un multiplu de 3 (sau de 9, în funcție de cerință).
Determinați toate valorile posibile pentru cifra \(x\).
Determinați numerele de forma \( \overline{3x1} \) divizibile cu 3.
Suma cifrelor numărului \( \overline{3x1} \) este \( 3 + x + 1 = x + 4 \).
Pentru ca numărul să fie divizibil cu 3, trebuie ca \( (x + 4) \vdots 3 \).
Deoarece \( x \) este cifră, valoarea sumei \( x + 4 \) poate fi doar un multiplu de 3 cuprins între 4 și 13:
  • \( x + 4 = 6 \implies x = 2 \)
  • \( x + 4 = 9 \implies x = 5 \)
  • \( x + 4 = 12 \implies x = 8 \)
Numerele căutate sunt: 321, 351, 381.

Probleme practice

Problema 1 (Ușoară): Se consideră numerele: \( 126, 225, 308, 1\,111, 3\,305 \).
a) Care dintre acestea sunt divizibile cu 3?
b) Care dintre acestea sunt divizibile cu 9?
Calculăm suma cifrelor pentru fiecare număr:
  • \( 126 \rightarrow 1 + 2 + 6 = 9 \) (divizibil cu 3 și cu 9)
  • \( 225 \rightarrow 2 + 2 + 5 = 9 \) (divizibil cu 3 și cu 9)
  • \( 308 \rightarrow 3 + 0 + 8 = 11 \) (nu este divizibil nici cu 3, nici cu 9)
  • \( 1\,111 \rightarrow 1 + 1 + 1 + 1 = 4 \) (nu este divizibil nici cu 3, nici cu 9)
  • \( 3\,305 \rightarrow 3 + 3 + 0 + 5 = 11 \) (nu este divizibil nici cu 3, nici cu 9)
Răspuns:
a) Numerele divizibile cu 3 sunt: 126, 225.
b) Numerele divizibile cu 9 sunt: 126, 225.
Problema 2 (Medie): Determinați toate numerele naturale de două cifre, mai mari decât 50, care sunt în același timp multipli ai lui 3 și ai lui 5.
Un număr este multiplu de 5 dacă are ultima cifră 0 sau 5.
Căutăm numerele mai mari decât 50 care respectă această condiție și analizăm suma cifrelor pentru a verifica divizibilitatea cu 3:
  • Numere care se termină în 0:
    • \( 60 \rightarrow 6 + 0 = 6 \vdots 3 \) (Da)
    • \( 70 \rightarrow 7 + 0 = 7 \not\vdots 3 \) (Nu)
    • \( 80 \rightarrow 8 + 0 = 8 \not\vdots 3 \) (Nu)
    • \( 90 \rightarrow 9 + 0 = 9 \vdots 3 \) (Da)
  • Numere care se termină în 5:
    • \( 55 \rightarrow 5 + 5 = 10 \not\vdots 3 \) (Nu)
    • \( 65 \rightarrow 6 + 5 = 11 \not\vdots 3 \) (Nu)
    • \( 75 \rightarrow 7 + 5 = 12 \vdots 3 \) (Da)
    • \( 85 \rightarrow 8 + 5 = 13 \not\vdots 3 \) (Nu)
    • \( 95 \rightarrow 9 + 5 = 14 \not\vdots 3 \) (Nu)
Răspuns: Numerele sunt 60, 75, 90 (multiplii comuni sunt de fapt multiplii lui \( 3 \cdot 5 = 15 \)).
Problema 3 (Dificilă): Demonstrați că numărul natural \( n = \overline{abc} + \overline{bca} + \overline{cab} \) este divizibil cu 3 pentru orice cifre nenule \( a, b, c \).
Scriem numerele descompuse în baza 10: \[ \overline{abc} = 100a + 10b + c \] \[ \overline{bca} = 100b + 10c + a \] \[ \overline{cab} = 100c + 10a + b \] Suma lor devine: \[ n = (100a + 10b + c) + (100b + 10c + a) + (100c + 10a + b) \] Grupăm termenii asemenea: \[ n = (100a + 10a + a) + (10b + 100b + b) + (c + 10c + 100c) \] \[ n = 111a + 111b + 111c \] Dăm factor comun pe \( 111 \): \[ n = 111(a + b + c) \] Deoarece \( 111 = 3 \cdot 37 \), numărul se poate scrie: \[ n = 3 \cdot 37(a + b + c) \] Deoarece unul dintre factorii produsului este 3, rezultă că \( n \) este divizibil cu 3 (\( n \vdots 3 \)), indiferent de valorile cifrelor nenule \( a, b, c \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: