Copertă

III.5. Rezolvă

Lecția III.5 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 9

Rezolvare scurtă

Fie \( p_1, p_2 \) numere prime. \( p_1 + p_2 = 61 \) (impar) \( \Rightarrow \) unul dintre numere este par. Singurul număr prim par este 2 \( \Rightarrow p_1 = 2 \). \( 2 + p_2 = 61 \Rightarrow p_2 = 61 - 2 = 59 \). Verificăm dacă 59 este prim: \( 59 : 2 = 29 \text{ r } 1 \); \( 59 : 3 = 19 \text{ r } 2 \); \( 59 : 5 = 11 \text{ r } 4 \); \( 59 : 7 = 8 \text{ r } 3 \). Câtul \( 8 \) este mai mare ca \( 7 \), încercăm \( 59 : 11 = 5 \text{ r } 4 \). Câtul \( 5 < 11 \), deci 59 este prim. Produsul este \( 2 \cdot 59 = 118 \).

Rezolvare detaliată

Analiza parității sumei

Fie \( p_1 \) și \( p_2 \) cele două numere prime. Din enunț avem ecuația: \[ p_1 + p_2 = 61 \] Observăm că suma numerelor este \( 61 \), care este un număr impar. Știm că suma a două numere naturale este impară dacă și numai dacă unul dintre numere este par și celălalt este impar (\( \text{par} + \text{impar} = \text{impar} \)).

Determinarea numărului prim par

Singurul număr prim care este și par este \( 2 \). Astfel, unul dintre cele două numere trebuie să fie \( 2 \). Considerăm \( p_1 = 2 \).

Aflarea celui de-al doilea număr prim

Înlocuim valoarea lui \( p_1 \) în ecuația sumei pentru a-l găsi pe \( p_2 \): \[ 2 + p_2 = 61 \] \[ p_2 = 61 - 2 \] \[ p_2 = 59 \]

Verificarea primalității numărului 59

Pentru a confirma că \( 59 \) este număr prim, îl împărțim la numerele prime mai mici decât el (\( 2, 3, 5, 7 \)) până când câtul devine mai mic decât împărțitorul: \( 59 : 2 = 29 \text{ rest } 1 \) \( 59 : 3 = 19 \text{ rest } 2 \) \( 59 : 5 = 11 \text{ rest } 4 \) \( 59 : 7 = 8 \text{ rest } 3 \) \( 59 : 11 = 5 \text{ rest } 4 \) (Câtul \( 5 < 11 \), deci ne oprim). Deoarece toate resturile sunt nenule, \( 59 \) este un număr prim.

Calcularea produsului celor două numere

Acum putem calcula produsul numerelor prime \( 2 \) și \( 59 \): \[ p_1 \cdot p_2 = 2 \cdot 59 = 118 \]

Rezolvare pe scurt:

\( p_1 + p_2 = 61 \Rightarrow p_1 = 2 \) (singurul prim par). \( 2 + p_2 = 61 \Rightarrow p_2 = 59 \) (număr prim). Produsul \( = 2 \cdot 59 = 118 \).

Cele mai importante aspecte ale lecției

  • Numerele prime au doar doi divizori (pe 1 și pe ele însele). Exemplu: \( 2, 3, 5, 7, 11 \dots \)
  • Numerele compuse au și alți divizori în afară de 1 și ele însele. Exemplu: \( 4, 6, 8, 9 \dots \)
  • Numerele 0 și 1 nu sunt nici prime, nici compuse.
  • Numărul 2 este singurul număr prim par.
  • Algoritmul de verificare: Se împarte numărul la numere prime succesive. Dacă obținem restul 0, este compus. Dacă obținem un cât mai mic decât împărțitorul, fără ca restul să fi fost vreodată 0, este prim.
Orice număr natural \( n > 1 \) are cel puțin doi divizori, numiți divizori improprii: pe 1 și pe el însuși.
Dacă numărul are și alți divizori, aceștia se numesc divizori proprii.
Să analizăm divizorii numărului 10:
  • Divizorii lui 10 sunt: 1, 2, 5, 10.
  • Divizorii improprii sunt: 1 și 10.
  • Divizorii proprii sunt: 2 și 5.
Un număr prim este un număr natural nenul care are exact doi divizori (adică doar divizorii improprii: pe 1 și pe el însuși).
Un număr compus este un număr natural nenul care are și alți divizori în afară de 1 și el însuși (are cel puțin un divizor propriu).
Numerele 0 și 1 nu sunt nici prime, nici compuse.
Singurul număr prim care este și par este 2. Toate celelalte numere prime sunt numere impare.
  • Numere prime: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23 etc.
  • Numere compuse: 4 (divizorii sunt 1, 2, 4), 6 (divizorii sunt 1, 2, 3, 6), 9 (divizorii sunt 1, 3, 9).

Pentru a determina dacă un număr natural este prim sau compus, urmăm acești pași:

Împărțim numărul dat, pe rând, la toate numerele prime în ordine crescătoare (\(2, 3, 5, 7, 11, \dots\)).
Continuăm procesul până când:
  • obținem o împărțire cu restul 0 (în acest caz, numărul este compus);
  • câtul împărțirii devine mai mic decât împărțitorul, fără ca vreo împărțire să se fi efectuat exact (în acest caz, numărul este prim).
Verificăm dacă 43 este număr prim:
  • \( 43 : 2 = 21 \) rest 1
  • \( 43 : 3 = 14 \) rest 1
  • \( 43 : 5 = 8 \) rest 3
  • \( 43 : 7 = 6 \) rest 1
Deoarece câtul 6 este mai mic decât împărțitorul 7 (\( 6 < 7 \)) și nu am obținut niciun rest 0, rezultă că 43 este un număr prim.

Fie \( S \) suma tuturor divizorilor unui număr natural \( N \) care sunt mai mici decât \( N \) (adică divizorii proprii plus 1).

Un număr se numește perfect dacă suma \( S \) este egală cu \( N \).
Un număr se numește deficient dacă suma \( S < N \).
Un număr se numește abundent dacă suma \( S > N \).
  • Numărul 6 este perfect, deoarece divizorii săi mai mici decât 6 sunt 1, 2, 3, iar \( 1 + 2 + 3 = 6 \).
  • Numărul 8 este deficient, deoarece divizorii săi mai mici decât 8 sunt 1, 2, 4, iar \( 1 + 2 + 4 = 7 < 8 \).
  • Numărul 12 este abundent, deoarece divizorii săi mai mici decât 12 sunt 1, 2, 3, 4, 6, iar \( 1 + 2 + 3 + 4 + 6 = 16 > 12 \).

Practice problems

Problema 1 (Ușoară): Scrieți numărul natural 20 ca:
a) sumă de două numere prime;
b) sumă dintre un număr prim și un număr compus.
a) O variantă este: \( 20 = 3 + 17 \) (unde atât 3, cât și 17 sunt numere prime). O altă variantă corectă este \( 20 = 7 + 13 \).
b) O variantă este: \( 20 = 2 + 18 \) (unde 2 este număr prim, iar 18 este număr compus).
Problema 2 (Medie): Folosind algoritmul de recunoaștere, stabiliți dacă numărul 109 este prim sau compus.
Împărțim numărul 109 la numere prime succesive:
  • \( 109 : 2 = 54 \) rest 1
  • \( 109 : 3 = 36 \) rest 1
  • \( 109 : 5 = 21 \) rest 4
  • \( 109 : 7 = 15 \) rest 4
  • \( 109 : 11 = 9 \) rest 10
La ultima împărțire, câtul 9 este mai mic decât împărțitorul 11 (\( 9 < 11 \)). Toate resturile obținute sunt diferite de 0, deci 109 este un număr prim.
Problema 3 (Dificilă): Determinați numerele prime \( x \) și \( y \) care verifică egalitatea: \[ 5x + 2y = 31 \]
Termenul \( 2y \) este întotdeauna un număr par (fiind multiplu de 2).
Deoarece suma este un număr impar (\( 31 \)), rezultă că termenul \( 5x \) trebuie să fie un număr impar. Pentru ca \( 5x \) să fie impar, trebuie ca \( x \) să fie un număr impar.
De asemenea, trebuie ca \( 5x < 31 \), deci \( x < 6.2 \). Singurele numere prime impare mai mici decât 6.2 sunt 3 și 5.
  • Dacă \( x = 3 \):
    \( 5 \cdot 3 + 2y = 31 \Rightarrow 15 + 2y = 31 \Rightarrow 2y = 16 \Rightarrow y = 8 \). Dar 8 nu este număr prim (este compus).
  • Dacă \( x = 5 \):
    \( 5 \cdot 5 + 2y = 31 \Rightarrow 25 + 2y = 31 \Rightarrow 2y = 6 \Rightarrow y = 3 \). Deoarece 3 este număr prim, această soluție este corectă.
Răspuns: Numerele prime sunt \( x = 5 \) și \( y = 3 \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: