Copertă

IV.5.1. Cel Mai Mare Divizor Comun A Două Numere Naturale

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 2

Rezolvare scurtă

a)

\( \mathcal{D}_2 = \{1, 2\} \) \( \mathcal{D}_6 = \{1, 2, 3, 6\} \) \( \mathcal{D}_2 \cap \mathcal{D}_6 = \{1, 2\} \Rightarrow (2, 6) = 2 \)

b)

\( \mathcal{D}_9 = \{1, 3, 9\} \) \( \mathcal{D}_{27} = \{1, 3, 9, 27\} \) \( \mathcal{D}_9 \cap \mathcal{D}_{27} = \{1, 3, 9\} \Rightarrow (9, 27) = 9 \)

c)

\( \mathcal{D}_3 = \{1, 3\} \) \( \mathcal{D}_6 = \{1, 2, 3, 6\} \) \( \mathcal{D}_9 = \{1, 3, 9\} \) \( \mathcal{D}_3 \cap \mathcal{D}_6 \cap \mathcal{D}_9 = \{1, 3\} \Rightarrow (3, 6, 9) = 3 \)

d)

\( \mathcal{D}_{12} = \{1, 2, 3, 4, 6, 12\} \) \( \mathcal{D}_4 = \{1, 2, 4\} \) \( \mathcal{D}_6 = \{1, 2, 3, 6\} \) \( \mathcal{D}_{12} \cap \mathcal{D}_4 \cap \mathcal{D}_6 = \{1, 2\} \Rightarrow (12, 4, 6) = 2 \)

e)

\( \mathcal{D}_5 = \{1, 5\} \) \( \mathcal{D}_{25} = \{1, 5, 25\} \) \( \mathcal{D}_{110} = \{1, 2, 5, 10, \dots, 110\} \) \( \mathcal{D}_5 \cap \mathcal{D}_{25} \cap \mathcal{D}_{110} = \{1, 5\} \Rightarrow (5, 25, 110) = 5 \)

f)

\( \mathcal{D}_{81} = \{1, 3, 9, 27, 81\} \) \( \mathcal{D}_{27} = \{1, 3, 9, 27\} \) \( (81, 27) = 27 \)

g)

\( \mathcal{D}_{14} = \{1, 2, 7, 14\} \) \( \mathcal{D}_{15} = \{1, 3, 5, 15\} \) \( \mathcal{D}_7 = \{1, 7\} \) \( \mathcal{D}_{14} \cap \mathcal{D}_{15} \cap \mathcal{D}_7 = \{1\} \Rightarrow (14, 15, 7) = 1 \)

h)

\( \mathcal{D}_{100} = \{1, 2, 4, 5, 10, 20, 25, 50, 100\} \) \( \mathcal{D}_{25} = \{1, 5, 25\} \) \( (100, 25) = 25 \)

Rezolvare detaliată

Pentru a afla cel mai mare divizor comun (c.m.m.d.c.) al unor numere naturale, vom urma pașii învățați: scriem mulțimea divizorilor pentru fiecare număr, identificăm divizorii comuni și îl alegem pe cel mai mare dintre aceștia. Simbolul pentru c.m.m.d.c. este paranteza rotundă \( (a, b) \).

a) 2 și 6

Pasul 1: Scrierea divizorilor

\[ \mathcal{D}_2 = \{1, 2\} \] \[ \mathcal{D}_6 = \{1, 2, 3, 6\} \]

Pasul 2: Identificarea divizorilor comuni și alegerea celui mai mare

Divizorii comuni sunt \( 1 \) și \( 2 \). Cel mai mare este \( 2 \). \[ (2, 6) = 2 \]

b) 9 și 27

Pasul 1: Scrierea divizorilor

\[ \mathcal{D}_9 = \{1, 3, 9\} \] \[ \mathcal{D}_{27} = \{1, 3, 9, 27\} \]

Pasul 2: Determinarea c.m.m.d.c.

Deoarece \( 9 \) este divizor al lui \( 27 \), cel mai mare divizor comun este chiar numărul mai mic. \[ (9, 27) = 9 \]

c) 3, 6 și 9

Pasul 1: Scrierea divizorilor

\[ \mathcal{D}_3 = \{1, 3\} \] \[ \mathcal{D}_6 = \{1, 2, 3, 6\} \] \[ \mathcal{D}_9 = \{1, 3, 9\} \]

Pasul 2: Determinarea c.m.m.d.c.

Singurii divizori comuni pentru toate cele trei numere sunt \( 1 \) și \( 3 \). \[ (3, 6, 9) = 3 \]

d) 12, 4 și 6

Pasul 1: Scrierea divizorilor

\[ \mathcal{D}_{12} = \{1, 2, 3, 4, 6, 12\} \] \[ \mathcal{D}_4 = \{1, 2, 4\} \] \[ \mathcal{D}_6 = \{1, 2, 3, 6\} \]

Pasul 2: Determinarea c.m.m.d.c.

Divizorii comuni sunt \( 1 \) și \( 2 \). Cel mai mare dintre aceștia este \( 2 \). \[ (12, 4, 6) = 2 \]

e) 5, 25 și 110

Pasul 1: Scrierea divizorilor

\[ \mathcal{D}_5 = \{1, 5\} \] \[ \mathcal{D}_{25} = \{1, 5, 25\} \] \[ \mathcal{D}_{110} = \{1, 2, 5, 10, 11, 22, 55, 110\} \]

Pasul 2: Determinarea c.m.m.d.c.

Observăm că numărul \( 5 \) îi divide pe ceilalți doi (\( 25 \) și \( 110 \)). \[ (5, 25, 110) = 5 \]

f) 81 și 27

Pasul 1: Scrierea divizorilor

\[ \mathcal{D}_{81} = \{1, 3, 9, 27, 81\} \] \[ \mathcal{D}_{27} = \{1, 3, 9, 27\} \]

Pasul 2: Determinarea c.m.m.d.c.

Cum \( 81 = 27 \cdot 3 \), înseamnă că \( 27 \) este divizor al lui \( 81 \). \[ (81, 27) = 27 \]

g) 14, 15 și 7

Pasul 1: Scrierea divizorilor

\[ \mathcal{D}_{14} = \{1, 2, 7, 14\} \] \[ \mathcal{D}_{15} = \{1, 3, 5, 15\} \] \[ \mathcal{D}_7 = \{1, 7\} \]

Pasul 2: Determinarea c.m.m.d.c.

Analizând listele, observăm că singurul divizor comun pentru toate cele trei numere este \( 1 \). Atunci când c.m.m.d.c. este \( 1 \), spunem că numerele sunt prime între ele. \[ (14, 15, 7) = 1 \]

h) 100 și 25

Pasul 1: Scrierea divizorilor

\[ \mathcal{D}_{100} = \{1, 2, 4, 5, 10, 20, 25, 50, 100\} \] \[ \mathcal{D}_{25} = \{1, 5, 25\} \]

Pasul 2: Determinarea c.m.m.d.c.

Deoarece \( 100 = 25 \cdot 4 \), cel mai mare divizor comun este \( 25 \). \[ (100, 25) = 25 \]

Rezolvare pe scurt:

a) \( \mathcal{D}_2 \cap \mathcal{D}_6 = \{1, 2\} \Rightarrow (2, 6) = 2 \) b) \( \mathcal{D}_9 \cap \mathcal{D}_{27} = \{1, 3, 9\} \Rightarrow (9, 27) = 9 \) c) \( \mathcal{D}_3 \cap \mathcal{D}_6 \cap \mathcal{D}_9 = \{1, 3\} \Rightarrow (3, 6, 9) = 3 \) d) \( \mathcal{D}_{12} \cap \mathcal{D}_4 \cap \mathcal{D}_6 = \{1, 2\} \Rightarrow (12, 4, 6) = 2 \) e) \( \mathcal{D}_5 \cap \mathcal{D}_{25} \cap \mathcal{D}_{110} = \{1, 5\} \Rightarrow (5, 25, 110) = 5 \) f) \( 81 = 27 \cdot 3 \Rightarrow (81, 27) = 27 \) g) \( \mathcal{D}_{14} \cap \mathcal{D}_{15} \cap \mathcal{D}_7 = \{1\} \Rightarrow (14, 15, 7) = 1 \) h) \( 100 = 25 \cdot 4 \Rightarrow (100, 25) = 25 \)

Cele mai importante aspecte ale lecției

Cel mai mare divizor comun (c.m.m.d.c.) a două numere naturale \( a \) și \( b \), scris sub forma \( (a, b) \), reprezintă cel mai mare număr natural care divide simultan ambele numere.
Exemplu: Divizorii comuni ai numerelor \( 12 \) și \( 16 \) sunt \( 1, 2 \) și \( 4 \). Deci, cel mai mare divizor comun este \( (12, 16) = 4 \).

Numere prime între ele: Două numere sunt prime între ele dacă singurul lor divizor comun este \( 1 \).
Exemplu: \( (8, 9) = 1 \), deci \( 8 \) și \( 9 \) sunt prime între ele.
Numărul natural \( d \) (\( d \neq 0 \)) este cel mai mare divizor comun al numerelor naturale nenule \( a \) și \( b \), dacă \( d \) divide ambele numere (\( d | a \) și \( d | b \)) și \( d \) se divide cu orice alt divizor comun al numerelor \( a \) și \( b \).
\( d = (a, b) \)  sau  \( d = \text{c.m.m.d.c.}(a, b) \)
Cel mai mare divizor comun al numerelor 12 și 18 este 6. Scriem: \( (12, 18) = 6 \).

Pentru a găsi cel mai mare divizor comun a două numere naturale nenule, urmăm acești pași:

Scriem divizorii fiecărui număr natural în parte.
Identificăm și alegem divizorii comuni ai celor două numere.
Găsim cel mai mare dintre acești divizori comuni.
Să aflăm cel mai mare divizor comun al numerelor 18 și 27:
  • Divizorii lui 18: \( D_{18} = \{1, 2, 3, 6, 9, 18\} \)
  • Divizorii lui 27: \( D_{27} = \{1, 3, 9, 27\} \)
Tabelul divizorilor cu evidențierea valorilor comune:
\( D_{18} \) 1 2 3 6 9 18
\( D_{27} \) 1 - 3 - 9 27
Divizorii comuni sunt 1, 3 și 9. Cel mai mare dintre ei este 9, deci \( (18, 27) = 9 \).
Dacă cel mai mare divizor comun a două sau mai multor numere naturale este 1, atunci numerele se numesc prime între ele.
Numerele 3 și 7 au singurul divizor comun pe 1, deci \( (3, 7) = 1 \). Numerele 3 și 7 sunt prime între ele.

Probleme practice

Ușoară: Determinați cel mai mare divizor comun al numerelor 12 și 15.

Urmăm pașii algoritmului:

  1. Divizorii lui 12 sunt: \( D_{12} = \{1, 2, 3, 4, 6, 12\} \).
  2. Divizorii lui 15 sunt: \( D_{15} = \{1, 3, 5, 15\} \).
  3. Divizorii comuni sunt: \( \{1, 3\} \).

Cel mai mare divizor comun este 3. Prin urmare, \( (12, 15) = 3 \).

Medie: Stabiliți dacă numerele 24 și 25 sunt prime între ele.

Determinăm divizorii fiecărui număr:

  • \( D_{24} = \{1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24\} \)
  • \( D_{25} = \{1, 5, 25\} \)

Singurul divizor comun al numerelor 24 și 25 este 1. Deoarece \( (24, 25) = 1 \), numerele 24 și 25 sunt prime între ele.

Dificilă: Determinați toate perechile de numere naturale \( (a, b) \) care au suma 49 și cel mai mare divizor comun al lor este egal cu 7.

Știm că \( a + b = 49 \) și \( (a, b) = 7 \).

Deoarece cel mai mare divizor comun este 7, numerele pot fi scrise ca:

\[ a = 7 \cdot x \] \[ b = 7 \cdot y \]

unde \( x \) și \( y \) sunt numere naturale prime între ele, adică \( (x, y) = 1 \).

Înlocuim în relația sumei:

\[ 7x + 7y = 49 \implies 7(x + y) = 49 \implies x + y = 7 \]

Căutăm numerele naturale \( x \) și \( y \) care adunate dau 7 și sunt prime între ele:

  • \( x = 1, y = 6 \implies a = 7 \cdot 1 = 7 \) și \( b = 7 \cdot 6 = 42 \)
  • \( x = 2, y = 5 \implies a = 7 \cdot 2 = 14 \) și \( b = 7 \cdot 5 = 35 \)
  • \( x = 3, y = 4 \implies a = 7 \cdot 3 = 21 \) și \( b = 7 \cdot 4 = 28 \)
  • \( x = 4, y = 3 \implies a = 28 \) și \( b = 21 \)
  • \( x = 5, y = 2 \implies a = 35 \) și \( b = 14 \)
  • \( x = 6, y = 1 \implies a = 42 \) și \( b = 7 \)

Răspuns: Perechile căutate \( (a, b) \) sunt: \( (7, 42), (14, 35), (21, 28), (28, 21), (35, 14), (42, 7) \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: