المقسوم عليه

قواسم العدد 10 موضحة بقضبان كويزنير : 1، 2، 5، و10

في الرياضيات ، قاسم العدد الصحيحن،{\displaystyle n,}ويسمى أيضًا عامل من عواملن،{\displaystyle n,}هو عدد صحيحم{\displaystyle m}يمكن ضرب ذلك في عدد صحيح ما لإنتاجن.{\displaystyle n.}[ 1 ] في هذه الحالة، يقول المرء أيضًا أنن{\displaystyle n}هو مضاعف لـم.{\displaystyle m.}عدد صحيحن{\displaystyle n}يقبل القسمة أو يقبل القسمة بالتساوي على عدد صحيح آخرم{\displaystyle m}لوم{\displaystyle m}هو قاسم لـن{\displaystyle n}وهذا يعني التقسيمن{\displaystyle n}بواسطةم{\displaystyle m}لا يترك أي بقايا.

يتم توسيع مفهوم القاسم، بنفس التعريف، ليشمل عناصر أي حلقة ؛ انظر قابلية القسمة (نظرية الحلقة) .

تعريف

عدد صحيحن{\displaystyle n}يقبل القسمة على عدد صحيح غير صفريم{\displaystyle m}إذا كان هناك عدد صحيحك{\displaystyle k}بحيثن=كم.{\displaystyle n=km.}هذا مكتوب على النحو التالي:

م|ن.{\displaystyle m\mid n.}

يمكن قراءة هذا على أنه ذلكم{\displaystyle m}يقسمن،{\displaystyle n,}م{\displaystyle m}هو قاسم لـن،{\displaystyle n,}م{\displaystyle m}هو عامل من عواملن،{\displaystyle n,}أون{\displaystyle n}هو مضاعف لـم.{\displaystyle m.}لوم{\displaystyle m}لم ينقسمن،{\displaystyle n,}ثم يكون الترميزمن.{\displaystyle m\not \mid n.}[ 2 ] [ 3 ]

هناك اتفاقيتان، يتم التمييز بينهما بناءً على ما إذا كانتام{\displaystyle m}يُسمح بأن تكون القيمة صفرًا:

  • مع الاتفاقية دون قيد إضافي علىم،{\displaystyle m,}م|0{\displaystyle m\mid 0}لكل عدد صحيحم.{\displaystyle m.}[ 2 ] [ 3 ]
  • مع الاتفاق على أنم{\displaystyle m}أن يكون غير صفري،م|0{\displaystyle m\mid 0}لكل عدد صحيح غير صفريم.{\displaystyle m.}[ 4 ] [ 5 ]

عام

يمكن أن تكون القواسم سالبة أو موجبة، مع أن المصطلح يُستخدم غالبًا للإشارة إلى القواسم الموجبة فقط. على سبيل المثال، هناك ستة قواسم للعدد 4؛ وهي: 1، 2، 4، -1، -2، و-4، ولكن عادةً ما تُذكر القواسم الموجبة فقط (1، 2، و4).

العددان 1 و -1 يقسمان كل عدد صحيح. كل عدد صحيح (ونفيه) قاسم لنفسه. الأعداد الصحيحة التي تقبل القسمة على 2 تُسمى أعدادًا زوجية ، والأعداد الصحيحة التي لا تقبل القسمة على 2 تُسمى أعدادًا فردية .

1، -1،ن{\displaystyle n}و-ن{\displaystyle -n}تُعرف باسم القواسم التافهة لـن.{\displaystyle n.}قاسم لـن{\displaystyle n}يُعرف العدد الذي ليس قاسمًا تافهًا بالقاسم غير التافه (أو القاسم الصارم [ 6 ] ). يُعرف العدد الصحيح غير الصفري الذي له قاسم واحد على الأقل غير تافه بالعدد المركب ، بينما لا تحتوي الآحاد -1 و1 والأعداد الأولية على أي قواسم غير تافهة.

توجد قواعد قابلية القسمة التي تسمح للمرء بالتعرف على قواسم معينة لعدد ما من خلال أرقام ذلك العدد.

أمثلة

رسم بياني لعدد قواسم الأعداد الصحيحة من 1 إلى 1000. الأعداد الأولية لها قاسمين بالضبط، والأعداد المركبة للغاية مكتوبة بخط غامق.
  • 7 قاسم للعدد 42 لأن7×6=42،{\displaystyle 7\times 6=42,}لذا يمكننا أن نقول7|42.{\displaystyle 7\mid 42.}ويمكن القول أيضاً أن 42 يقبل القسمة على 7، أو أن 42 من مضاعفات 7، أو أن 7 يقسم 42، أو أن 7 عامل من عوامل 42.
  • القواسم غير التافهة للعدد 6 هي 2، -2 ، 3 ، -3.
  • القواسم الموجبة للعدد 42 هي 1، 2، 3، 6، 7، 14، 21، 42.
  • مجموعة جميع القواسم الموجبة للعدد 60 ،أ={1،2،3،4،5،6،10،12،15،20،30،60}،{\displaystyle A=\{1,2,3,4,5,6,10,12,15,20,30,60\},}مرتبة جزئياً حسب قابلية القسمة، ولها مخطط هاس :

مفاهيم وحقائق إضافية

هناك بعض القواعد الأساسية:

  • لوأ|ب{\displaystyle a\mid b}وب|ج،{\displaystyle b\mid c,}ثمأ|ج؛{\displaystyle a\mid c;}أي أن قابلية القسمة هي علاقة متعدية .
  • لوأ|ب{\displaystyle a\mid b}وب|أ،{\displaystyle b\mid a,}ثمأ=ب{\displaystyle a=b}أوأ=-ب.{\displaystyle a=-b.}(إنه،أ{\displaystyle a}وب{\displaystyle b}هم شركاء .
  • لوأ|ب{\displaystyle a\mid b}وأ|ج،{\displaystyle a\mid c,}ثمأ|(ب+ج){\displaystyle a\mid (b+c)}ينطبق، كما هو الحالأ|(ب-ج).{\displaystyle a\mid (bc).}[ أ ] ومع ذلك، إذاأ|ب{\displaystyle a\mid b}وج|ب،{\displaystyle c\mid b,}ثم(أ+ج)|ب{\displaystyle (a+c)\mid b}لا ينطبق هذا دائماً (على سبيل المثال،2|6{\displaystyle 2\mid 6}و3|6{\displaystyle 3\mid 6}لكن 5 لا يقسم 6).
  • أ|بأج|بج{\displaystyle a\mid b\iff ac\mid bc}لغير الصفرج{\displaystyle c}وهذا يتبع مباشرة من الكتابةكأ=بكأج=بج{\displaystyle ka=b\iff kac=bc}.

لوأ|بج،{\displaystyle a\mid bc,}والقاسم المشترك الأكبر(أ،ب)=1،{\displaystyle \gcd(a,b)=1,}ثمأ|ج.{\displaystyle a\mid c.}[ ب ] هذا ما يسمى بـ"معضلة إقليدس".

لوص{\displaystyle p}هو عدد أولي وص|أب{\displaystyle p\mid ab}ثمص|أ{\displaystyle p\mid a}أوص|ب.{\displaystyle p\mid b.}

قاسم موجب لـن{\displaystyle n}وهذا يختلف عنن{\displaystyle n}يُطلق عليه اسمقاسم مناسب أوجزء منن{\displaystyle n}(على سبيل المثال، القواسم الصحيحة للعدد 6 هي 1 و2 و3). العدد الذي لا يقسم بالتساوين{\displaystyle n}لكن يترك باقياً يُطلق عليه أحياناً اسمجزء جانبي منن.{\displaystyle n.}

عدد صحيحن>1{\displaystyle n>1}العدد الذي قاسمه الوحيد هو 1 يُسمى عددًا أوليًا . وبصورة مكافئة، العدد الأولي هو عدد صحيح موجب له عاملان موجبان فقط: 1 ونفسه.

أي قاسم موجب لـن{\displaystyle n}هو ناتج قسمة قواسم أولية لـن{\displaystyle n}، كل منها مرفوع إلى قوة معينة. هذه نتيجة لنظرية الحساب الأساسية .

رقمن{\displaystyle n}يُقال إن العدد كامل إذا كان يساوي مجموع قواسمه الحقيقية، وناقص إذا كان مجموع قواسمه الحقيقية أقل منن،{\displaystyle n,}ويكون وفيراً إذا تجاوز هذا المجموعن.{\displaystyle n.}

إجمالي عدد القواسم الموجبة لـن{\displaystyle n}هي دالة ضربيةد(ن)،{\displaystyle d(n),}بمعنى أنه عندما يكون عددانم{\displaystyle m}ون{\displaystyle n}إذا كانت أعدادًا أولية نسبيًا ، فإند(من)=د(م)×د(ن).{\displaystyle d(mn)=d(m)\times d(n).}على سبيل المثال،د(42)=8=2×2×2=د(2)×د(3)×د(7){\displaystyle d(42)=8=2\times 2\times 2=d(2)\times d(3)\times d(7)}القواسم الثمانية للعدد 42 هي 1، 2، 3، 6، 7، 14، 21، و42. مع ذلك، فإن عدد القواسم الموجبة ليس دالة ضربية بحتة: إذا كان العددانم{\displaystyle m}ون{\displaystyle n}إذا كان لكل منهما قاسم مشترك، فقد لا يكون صحيحًا أند(من)=د(م)×د(ن).{\displaystyle d(mn)=d(m)\times d(n).}مجموع القواسم الموجبة لـن{\displaystyle n}هي دالة ضربية أخرىσ(ن){\displaystyle \sigma (n)}(على سبيل المثال،σ(42)=96=3×4×8=σ(2)×σ(3)×σ(7)=1+2+3+6+7+14+21+42{\displaystyle \sigma (42)=96=3\times 4\times 8=\sigma (2)\times \sigma (3)\times \sigma (7)=1+2+3+6+7+14+21+42}). كلتا هاتين الدالتين مثالان على دوال القسمة .

إذا كان التحليل إلى العوامل الأولية لـن{\displaystyle n}يُعطى بواسطة

ن=ص1ν1ص2ν2صكνك{\displaystyle n=p_{1}^{\nu _{1}}\,p_{2}^{\nu _{2}}\cdots p_{k}^{\nu _{k}}}

ثم عدد القواسم الموجبة لـن{\displaystyle n}يكون

د(ن)=(ν1+1)(ν2+1)(νك+1)،{\displaystyle d(n)=(\nu _{1}+1)(\nu _{2}+1)\cdots (\nu _{k}+1),}

ولكل قاسم شكل

ص1μ1ص2μ2صكμك{\displaystyle p_{1}^{\mu _{1}}\,p_{2}^{\mu _{2}}\cdots p_{k}^{\mu _{k}}}

أين0μأناνأنا{\displaystyle 0\leq \mu _{i}\leq \nu _{i}}لكل1أناك.{\displaystyle 1\leq i\leq k.}

لكل طبيعين،{\displaystyle n,}د(ن)<2ن.{\displaystyle d(n)<2{\sqrt {n}}.}

أيضًا، [ 7 ]

د(1)+د(2)++د(ن)=نlnن+(2γ-1)ن+يا(ن)،{\displaystyle d(1)+d(2)+\cdots +d(n)=n\ln n+(2\gamma -1)n+O({\sqrt {n}}),}

أينγ{\displaystyle \gamma }هو ثابت أويلر-ماسكيروني . أحد تفسيرات هذه النتيجة هو أن العدد الصحيح الموجب n المختار عشوائيًا له متوسط ​​عدد من القواسم يبلغ حواليlnن.{\displaystyle \ln n.}ومع ذلك، فإن هذه نتيجة لمساهمات الأعداد ذات القواسم "العديدة بشكل غير طبيعي" .

شبكة التقسيم

في التعريفات التي تسمح بأن يكون المقسوم عليه صفرًا، فإن علاقة قابلية القسمة تحول المجموعةشمال{\displaystyle \mathbb {N} }يُقسّم هذا النموذج الأعداد الصحيحة غير السالبة إلى مجموعة مرتبة جزئيًا تُشكّل شبكة توزيعية كاملة . أكبر عنصر في هذه الشبكة هو 0 وأصغرها هو 1. تُعطى عملية التقاطع بالقاسم المشترك الأكبر، وعملية الربط بالمضاعف المشترك الأصغر . هذه الشبكة متماثلة مع الشبكة الثنائية لشبكة الزمر الجزئية للمجموعة الدورية اللانهائية Z.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. أ|ب،أ|ج{\displaystyle a\mid b,\,a\mid c}ج:جأ=ب،ك:كأ=ج{\displaystyle \Rightarrow \exists j\colon ja=b,\,\exists k\colon ka=c}ج،ك:(ج+ك)أ=ب+ج{\displaystyle \Rightarrow \exists j,k\colon (j+k)a=b+c}أ|(ب+ج).{\displaystyle \Rightarrow a\mid (b+c).}بصورة مماثلة،أ|ب،أ|ج{\displaystyle a\mid b,\,a\mid c}ج:جأ=ب،ك:كأ=ج{\displaystyle \Rightarrow \exists j\colon ja=b,\,\exists k\colon ka=c}ج،ك:(ج-ك)أ=ب-ج{\displaystyle \Rightarrow \exists j,k\colon (j-k)a=b-c}أ|(ب-ج).{\displaystyle \Rightarrow a\mid (b-c).}
  2. القاسم المشترك الأكبر{\displaystyle \gcd }يشير إلى القاسم المشترك الأكبر .

الاقتباسات

مراجع