Copertă

IV.3. Aplic

Lecția IV.3 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 14

Rezolvare scurtă

\( \overline{7x8x} \vdots 3 \text{ și } \overline{7x8x} \not\vdots 9 \Rightarrow (7 + x + 8 + x) = (15 + 2x) \in \{15, 18, 21, 24, 27, 30, 33\} \) Dar \( 15 + 2x \not\vdots 9 \Rightarrow 15 + 2x \in \{15, 21, 24, 30, 33\} \) Pentru \( 15 + 2x = 15 \Rightarrow 2x = 0 \Rightarrow x = 0 \) Pentru \( 15 + 2x = 18 \Rightarrow 2x = 3 \) (Nu are soluție în \( \mathbb{N} \)) Pentru \( 15 + 2x = 21 \Rightarrow 2x = 6 \Rightarrow x = 3 \) Pentru \( 15 + 2x = 24 \Rightarrow 2x = 9 \) (Nu are soluție în \( \mathbb{N} \)) Pentru \( 15 + 2x = 27 \Rightarrow 2x = 12 \Rightarrow x = 6 \), dar \( 27 \vdots 9 \) (Fals) Pentru \( 15 + 2x = 30 \Rightarrow 2x = 15 \) (Nu are soluție în \( \mathbb{N} \)) Pentru \( 15 + 2x = 33 \Rightarrow 2x = 18 \Rightarrow x = 9 \) Deci \( x \in \{0, 3, 9\} \). Condiția pentru \( \overline{2y1x} \): \( (2 + y + 1 + x) = (3 + x + y) \vdots 3 \text{ și } (3 + x + y) \not\vdots 9 \) Dacă \( x = 0 \Rightarrow (3 + y) \in \{3, 6, 12\} \Rightarrow y \in \{0, 3, 9\} \) Dacă \( x = 3 \Rightarrow (6 + y) \in \{6, 12, 15\} \Rightarrow y \in \{0, 6, 9\} \) Dacă \( x = 9 \Rightarrow (12 + y) \in \{12, 15, 21\} \Rightarrow y \in \{0, 3, 9\} \) Soluțiile sunt perechile \( (x, y) \in \{(0, 0), (0, 3), (0, 9), (3, 0), (3, 6), (3, 9), (9, 0), (9, 3), (9, 9)\} \).

Rezolvare detaliată

Analiza condițiilor de divizibilitate

Căutăm cifrele \( x \) și \( y \) astfel încât numerele \( \overline{7x8x} \) și \( \overline{2y1x} \) să fie divizibile cu 3 (suma cifrelor se divide cu 3), dar să nu fie divizibile cu 9 (suma cifrelor nu se divide cu 9). Deoarece ambele numere depind de \( x \), vom determina mai întâi valorile posibile pentru \( x \).

Pasul 1: Determinarea cifrei x din numărul \(\overline{7x8x}\)

Conform criteriului de divizibilitate cu 3, suma cifrelor numărului \( \overline{7x8x} \) trebuie să fie un multiplu de 3. Suma cifrelor este: \( S_1 = 7 + x + 8 + x = 15 + 2x \). Deoarece \( x \) este cifră, \( x \in \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\} \). Analizăm valorile: - Dacă \( x = 0 \Rightarrow S_1 = 15 + 0 = 15 \). \( 15 \vdots 3 \), dar \( 15 \not\vdots 9 \). (Valid) - Dacă \( x = 1 \Rightarrow S_1 = 15 + 2 = 17 \). \( 17 \not\vdots 3 \). - Dacă \( x = 2 \Rightarrow S_1 = 15 + 4 = 19 \). \( 19 \not\vdots 3 \). - Dacă \( x = 3 \Rightarrow S_1 = 15 + 6 = 21 \). \( 21 \vdots 3 \), dar \( 21 \not\vdots 9 \). (Valid) - Dacă \( x = 4 \Rightarrow S_1 = 15 + 8 = 23 \). \( 23 \not\vdots 3 \). - Dacă \( x = 5 \Rightarrow S_1 = 15 + 10 = 25 \). \( 25 \not\vdots 3 \). - Dacă \( x = 6 \Rightarrow S_1 = 15 + 12 = 27 \). \( 27 \vdots 9 \). (Exclus) - Dacă \( x = 7 \Rightarrow S_1 = 15 + 14 = 29 \). \( 29 \not\vdots 3 \). - Dacă \( x = 8 \Rightarrow S_1 = 15 + 16 = 31 \). \( 31 \not\vdots 3 \). - Dacă \( x = 9 \Rightarrow S_1 = 15 + 18 = 33 \). \( 33 \vdots 3 \), dar \( 33 \not\vdots 9 \). (Valid) Deci, \( x \in \{0, 3, 9\} \).

Pasul 2: Determinarea cifrei y pentru fiecare valoare a lui x

Suma cifrelor numărului \( \overline{2y1x} \) este \( S_2 = 2 + y + 1 + x = 3 + x + y \). Condițiile sunt \( S_2 \vdots 3 \) și \( S_2 \not\vdots 9 \). Cazul 1: \( x = 0 \) \( S_2 = 3 + 0 + y = 3 + y \). - \( y = 0 \Rightarrow S_2 = 3 \) (Valid) - \( y = 3 \Rightarrow S_2 = 6 \) (Valid) - \( y = 6 \Rightarrow S_2 = 9 \) (Se divide cu 9, exclus) - \( y = 9 \Rightarrow S_2 = 12 \) (Valid) Perechi \( (x, y) \): \( (0, 0), (0, 3), (0, 9) \). Cazul 2: \( x = 3 \) \( S_2 = 3 + 3 + y = 6 + y \). - \( y = 0 \Rightarrow S_2 = 6 \) (Valid) - \( y = 3 \Rightarrow S_2 = 9 \) (Se divide cu 9, exclus) - \( y = 6 \Rightarrow S_2 = 12 \) (Valid) - \( y = 9 \Rightarrow S_2 = 15 \) (Valid) Perechi \( (x, y) \): \( (3, 0), (3, 6), (3, 9) \). Cazul 3: \( x = 9 \) \( S_2 = 3 + 9 + y = 12 + y \). - \( y = 0 \Rightarrow S_2 = 12 \) (Valid) - \( y = 3 \Rightarrow S_2 = 15 \) (Valid) - \( y = 6 \Rightarrow S_2 = 18 \) (Se divide cu 9, exclus) - \( y = 9 \Rightarrow S_2 = 21 \) (Valid) Perechi \( (x, y) \): \( (9, 0), (9, 3), (9, 9) \).

Concluzie

Perechile \( (x, y) \) sunt: \( (0, 0), (0, 3), (0, 9), (3, 0), (3, 6), (3, 9), (9, 0), (9, 3), (9, 9) \).

Rezolvare pe scurt:

\( \overline{7x8x} \vdots 3, \not\vdots 9 \Rightarrow 15 + 2x \in \{15, 21, 33\} \Rightarrow x \in \{0, 3, 9\} \). Dacă \( x = 0 \Rightarrow 3 + y \in \{3, 6, 12\} \Rightarrow y \in \{0, 3, 9\} \). Dacă \( x = 3 \Rightarrow 6 + y \in \{6, 12, 15\} \Rightarrow y \in \{0, 6, 9\} \). Dacă \( x = 9 \Rightarrow 12 + y \in \{12, 15, 21\} \Rightarrow y \in \{0, 3, 9\} \). Perechi \( (x, y) \): \( (0, 0), (0, 3), (0, 9), (3, 0), (3, 6), (3, 9), (9, 0), (9, 3), (9, 9) \).

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: