Zaczniemy od definicji podzielności:

Podzielność
Definicja: Podzielność

Mówimy, że liczba naturalna n różna od zera dzieli liczbę naturalną m, jeśli istnieje liczba naturalna k, dla której zachodzi równość m=n·k. Mówimy również, że n jest dzielnikiem liczby m lub że liczba m jest podzielna przez liczbę n. Ponadto jeśli liczby m i n są różne oraz n jest dzielnikem m, to n nazywamy dzielnikiem właściwym liczby m. Liczbę k nazywamy ilorazem liczby m przez liczbę n.

Fakt, że liczba naturalna n dzieli liczbę naturalną m, możemy zapisać symbolicznie n|m. Na oznaczenie faktu, że liczba n nie dzieli liczby m używamy symbolu przekreślonej pionowej kreski: n|m.

Zwróć uwagę, że słowo dzielnik ma dwa znaczenia. Dzielnik może oznaczać liczbę przez którą dzielimy. Wtedy może to być dowolna liczba rzeczywista różna od zera. DzielnikdzielnikDzielnik liczby naturalnej a oznacza liczbę naturalną, która dzieli liczbę a bez reszty.

Czasami, zwłaszcza, gdy chcemy coś udowodnić, przydaje się algebraiczny zapis (równość) oznaczający podzielność. W poniższej w tabeli podamy kilka przykładowych zdań dotyczących podzielności i ich “tłumaczenia” na język algebry. Przy okazji przypomnijmy, że napis x∈A oznacza, że liczba x należy do zbioru A (x – jest elementem zbioru A).

Przykład 1

Zapiszemy symbolicznie i algebraicznie informacje o liczbie x.

Zdanie

Zapis symboliczny lub algebraiczny

Liczba x jest parzysta i dodatnia.

1) 2|x, x∈ℕ
2) x=2k, dla pewnej liczby naturalnej k
3) Istnieje liczba naturalna n, dla której x=2n.
4) x=2m, gdzie m∈ℕ

3 jest dzielnikiem liczby naturalnej x.

1) 3|x, x∈ℕ
2) x=3n, gdzie n∈ℕ

Liczba naturalna x jest podzielna przez 5.

1) 5|x, x∈ℕ
2) x=5n, gdzie n∈ℕ

Przykład 2

Zauważmy, że:

2|6, bo 6=2⋅3,

3|15, bo 15=3⋅5,

3|16, bo 3⋅5=15 i 3⋅6=18, zatem nie istnieje liczba naturalna k, dla której 3⋅k=16.

Przykład 3

Udowodnimy, że suma liczb naturalnych podzielnych przez liczbę naturalną k również dzieli się przez k.

Rozważymy sumę dwóch liczb podzielnych przez k, ale twierdzenie pozostaje prawdziwe dla dowolnej liczby składników.

Niech liczby naturalne x i y będą podzielne przez liczbę k. Wówczas każdą z nich można zapisać w postaci x=k⋅a, y=k⋅b dla pewnych liczb naturalnych a i b. Sumę liczb x i y możemy zapisać w postaci x+y=k⋅a+k⋅b=k·a+b.

Ponieważ a i b są liczbami naturalnymi, więc liczba a+b również jest naturalna, co oznacza, że liczba x+y jest podzielna przez k.

Ważne!

Jeśli liczba n nie dzieli liczby m, to możemy zdefiniować tzw. iloraz całkowity i resztę z dzielenia.

Przypomnijmy na kilku przykładach, na czym polega dzielenie z resztą.

Przykład 4

Liczba 30 z dzielenia przez 7 daje iloraziloraziloraz całkowity równy 4 (bo liczba 7 mieści się w liczbie 30 dokładnie 4 razy) i resztę 2.

Możemy zapisać równość 30=4⋅7+2.

Liczba 5 z dzielenia przez 8 daje iloraz całkowity równy 0 (bo liczba 8 mieści się w liczbie 5 dokładnie 0 razy) i resztę 5.

Możemy zapisać równość 5=0⋅8+5.

Liczba 46 z dzielenia przez 10 daje iloraz całkowity równy 4 (bo liczba 10 mieści się w liczbie 46 dokładnie 4 razy) i resztę 6.

Możemy zapisać równość 46=10⋅4+6.

Dzieląc liczbę naturalną m przez liczbę naturalną n definiujemy iloraz całkowity jako liczbę określającą, ile razy liczba n “mieści się” w liczbie m, czyli ile pełnych dzielników “mieści się” w dzielnej. Reszta z dzielenia to liczba, którą należy dodać do iloczynu dzielnika i ilorazu całkowitego, aby otrzymać dzielnądzielnadzielną.

Jeżeli dzieląc liczbę naturalną m przez liczbę naturalną n otrzymujemy iloraz całkowityiloraz całkowityiloraz całkowity q i resztę r, to zachodzi równość m=nq+r.

Zauważmy, że r jest jedną z liczb ze zbioru 0, 1, 2, 3, ..., n-1.

Innymi słowy reszta z dzielenia przez n jest liczbą naturalną mniejszą od n.

Jeśli n jest dzielnikiem liczby m, to przyjmujemy, że reszta z dzieleniareszta z dzieleniareszta z dzielenia m przez n jest równa zeru.

Przykład 5

Zapiszemy algebraicznie informacje o liczbie x.

Informacja o liczbie x

Zapis algebraiczny liczby x

Liczba naturalna x jest nieparzysta.

x=2k+1, gdzie k∈ℕ

Liczba naturalna x z dzielenia przez 3 daje resztę równą 1.

x=3k+1, gdzie k∈ℕ

Liczba naturalna x z dzielenia przez 3 daje resztę równą 2.

x=3k+2, gdzie k∈ℕ

Liczba naturalna x z dzielenia przez 4 daje resztę równą 3.

x=4k+3, gdzie k∈ℕ

Liczba naturalna x z dzielenia przez 6 daje resztę równą 4.

x=6k+4, gdzie k∈ℕ

Rozważmy jedną równość: x=6k-2, gdzie k∈ℕ+.

Wykonajmy przekształcenie x=6k-2=6k-6+4=6·k-1+4.

Ponieważ k jest liczbą naturalną dodatnią, więc k-1 jest liczbą naturalną.

Oznacza to, że liczba x z dzielenia przez 6 daje resztę 4.

Zatem powyższą tabelę możemy uzupełnić o inne sposoby zapisania tej samej informacji o liczbie x.

Przykład 6

Zapiszemy algebraicznie informacje o liczbie x.

Informacja o liczbie x

Zapis algebraiczny liczby x

Liczba naturalna x jest nieparzysta.

x=2k+1, gdzie k∈ℕ
x=2k-1, gdzie k∈ℕ+

Liczba naturalna x z dzielenia przez 3 daje resztę równą 1.

x=3k+1, gdzie k∈ℕ
x=3k-2, gdzie k∈ℕ+

Liczba naturalna x z dzielenia przez 3 daje resztę równą 2.

x=3k+2, gdzie k∈ℕ
x=3k-1, gdzie k∈ℕ+

Liczba naturalna x z dzielenia przez 4 daje resztę równą 3.

x=4k+3, gdzie k∈ℕ
x=4k-1, gdzie k∈ℕ+

Liczba naturalna x z dzielenia przez 6 daje resztę równą 4.

x=6k+4, gdzie k∈ℕ
x=6k-2, gdzie k∈ℕ+

Przykład 7

Rozważmy równość x=7m+10, gdzie m∈ℕ.

Zauważmy, że x=7m+10=7m+7+3=7·m+1+3.

Ponieważ m∈ℕ, więc również m+1∈ℕ, co oznacza, że liczba x z dzielenia przez 7 daje resztę 3.

Słownik

iloraz
iloraz

wynik dzielenia

dzielna
dzielna

liczba a w dzieleniu a:b

dzielnik
dzielnik

1) liczba b w dzieleniu a:b; dzielnik nie może być równy zeru
2) dzielnik liczby naturalnej a to każda liczba naturalna, która dzieli liczbę a

iloraz całkowity
iloraz całkowity

liczba naturalna mówiąca, ile maksymalnie razy dzielnik mieści się w dzielnej

reszta z dzielenia
reszta z dzielenia

liczba naturalna, którą należy dodać do iloczynu dzielnika i ilorazu całkowitego, aby otrzymać dzielną (równoważnie: najmniejsza liczba naturalna, która należy odjąć od dzielnej, aby otrzymać liczbę podzielną przez dzielnik)