الرياضيات

الأعداد الطبيعية والأعداد الناطقة والحساب على الجذور الأعداد الطبيعية و الأعداد الناطقة

العددان الأوليان فيما بينهما

🔊 المعلّمة تقرأ لك
حسبتَ في الدرس السابق قواسم مشتركة كثيرة، ووجدت أحيانا أن العددين لا يشتركان في أي قاسم سوى العدد 1، مثل 25 و 39. فماذا نسمّي عددين لا يشتركان إلا في القاسم 1، وكيف نتحقّق من ذلك بسرعة؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • تعريف عددين طبيعيين أوليين فيما بينهما بدلالة قاسمهما المشترك الأكبر
  • التحقّق من أن عددين أوليان فيما بينهما بحساب القاسم المشترك الأكبر
  • استعمال خاصية العددين الطبيعيين المتتاليين دون أي حساب
  • إثبات أن عددين ليسا أوليين فيما بينهما، وذكر السبب
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • تعيين قواسم عدد طبيعي وكتابة قائمتها
  • حساب القاسم المشترك الأكبر لعددين بخوارزمية إقليدس
انتبه إلى العبارة: نقول «أوليان فيما بينهما» عن عددين معا، ولا نقولها عن عدد وحده. إنها صفة لعلاقة بين عددين، لا صفة لعدد واحد.

معارف — التعريف

نقول عن عددين طبيعيين غير معدومين إنهما أوليان فيما بينهما إذا كان قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1. هذا هو التعريف كله، ولا شيء غيره: لا ننظر إلى حجم العددين ولا إلى كونهما زوجيين أو فرديين، بل إلى قاسمهما المشترك الأكبر وحده.

التعريف: العددان أوليان فيما بينهما

الشرط ضروري وكاف: متى وجدت 1 فهما أوليان فيما بينهما، ومتى وجدت غيرها فليسا كذلك.

PGCD(a , b) = 1
aالعدد الأول، عدد طبيعي غير معدومbالعدد الثاني، عدد طبيعي غير معدوم

مثلا العددان 25 و 39 أوليان فيما بينهما، لأن قاسمهما المشترك الأكبر هو 1.

مثال من الدرس
PGCD(25 , 39) = 1
aيمثّل هنا العدد 25bيمثّل هنا العدد 39

معارف — قراءة أخرى للتعريف: لا قاسم مشترك سوى 1

العدد 1 يقسم كل عدد طبيعي، فهو دائما قاسم مشترك لأي عددين. إذن القول إن أكبر القواسم المشتركة هو 1 يعني أنه القاسم المشترك الوحيد: لا يوجد أي قاسم مشترك آخر. وهذه القراءة هي التي تُستعمل عمليا عند مقارنة قائمتي القواسم.

قراءة مكافئة للتعريف

أي أن القاسم المشترك الوحيد للعددين هو العدد 1، ولا قاسم مشترك سواه.

PGCD(a , b) = 1 ⟺ D(a , b) = { 1 }
aالعدد الأولbالعدد الثاني
المنطقة المشتركة لا تحوي إلا العدد 1: هذا هو معنى «أوليان فيما بينهما».
القاسم المشترك الأكبر يُحسب أو يُستنتج من خاصية، ولا يُخمَّن أبدا: لا يكفي أن يبدو العددان بلا قاسم مشترك ظاهر لتحكم أنهما أوليان فيما بينهما.
لا تخلط بين تعبيرين متشابهين: العدد الأولي هو عدد له قاسمان اثنان فقط هما 1 وهو نفسه، أما «أوليان فيما بينهما» فصفة لعددين معا. العددان 8 و 15 أوليان فيما بينهما مع أن أيّا منهما ليس عددا أوليا.

معارف — كل عددين طبيعيين متتاليين أوليان فيما بينهما

إذا كان العددان متتاليين، فالفرق بينهما هو 1. وكل قاسم مشترك لهما يقسم فرقهما، أي يقسم 1، فلا يمكن أن يكون إلا 1. لذلك يمكنك أن تجزم مباشرة، دون أي حساب، أن عددين متتاليين أوليان فيما بينهما.

خاصية العددين المتتاليين

كل قاسم مشترك للعددين يقسم الفرق بينهما، وهذا الفرق يساوي 1.

PGCD(n , n + 1) = 1
nعدد طبيعي غير معدوم

وهذا ما تراه على الأزواج 20 و 21، ثم 54 و 55، ثم 198 و 199: ثلاثة أزواج متتالية، وثلاث مرات القاسم المشترك الأكبر يساوي 1.

أزواج أعداد وقاسمها المشترك الأكبر
العددانالقاسم المشترك الأكبرأوليان فيما بينهما؟
25 و 391نعم
20 و 211نعم، وهما متتاليان
54 و 551نعم، وهما متتاليان
198 و 1991نعم، وهما متتاليان
45 و 7515لا
السطر الأخير هو المقابل: قاسم مشترك أكبر يختلف عن 1، فالعددان ليسا أوليين فيما بينهما.
ستحتاج إلى هذه الفكرة في درس اختزال الكسور: الكسر يكون في شكله غير القابل للاختزال لمّا يكون بسطه ومقامه أوليين فيما بينهما.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف نتحقّق من أن عددين أوليان فيما بينهما؟

احسب قاسمهما المشترك الأكبر بخوارزمية إقليدس، ثم قارنه بالعدد 1. لا يلزمك أي شيء آخر: القيمة 1 تعني نعم، وأي قيمة أخرى تعني لا.

مثال 1: التحقّق بخوارزمية إقليدس

نعتبر العددين الطبيعيين 25 و 39.

🎯المطلوب: بيّن أنّ العددين 25 و 39 أوليان فيما بينهما.

🔹الخطوة 1: قسمة 39 على 25

نبدأ بقسمة الأكبر على الأصغر: الحاصل 1 والباقي 14.

39 = 1 × 25 + 14
🔹الخطوة 2: قسمة 25 على 14

نُزيح: القاسم يصير مقسوما والباقي يصير قاسما.

25 = 1 × 14 + 11
🔹الخطوة 3: قسمة 14 على 11

ونواصل بالإزاحة نفسها.

14 = 1 × 11 + 3
🔹الخطوة 4: قسمة 11 على 3

الباقي ما زال غير معدوم.

11 = 3 × 3 + 2
🔹الخطوة 5: قسمة 3 على 2

ظهر الباقي 1: نواصل مرة أخيرة.

3 = 1 × 2 + 1
🔹الخطوة 6: قسمة 2 على 1

الباقي معدوم، والقاسم في هذه القسمة هو 1.

2 = 2 × 1 + 0
✅النتيجة: العددان أوليان فيما بينهما

آخر باق غير معدوم هو 1، فقاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1.

PGCD(25 , 39) = 1
متى رأيت الباقي 1 يظهر في السلسلة، فاعلم أن الجواب سيكون 1: بعد الباقي 1 تأتي مباشرة قسمة باقيها معدوم.

طريقة 2: كيف نبيّن أن القاسم المشترك الوحيد هو 1؟

عندما يكون العددان صغيرين، اكتب قائمة قواسم كل واحد منهما، ثم ضع خطا تحت القواسم التي تتكرّر في القائمتين. إن لم يبق منها إلا العدد 1، فالعددان أوليان فيما بينهما.

مثال 2: المقارنة بين قائمتي القواسم

نعتبر العددين الطبيعيين 8 و 15.

🎯المطلوب: عيّن القواسم المشتركة للعددين 8 و 15، ثم استنتج.

🔹الخطوة 1: قواسم العدد 8

نكتب كل قواسم العدد 8، من 1 إلى 8.

1 ; 2 ; 4 ; 8
🔹الخطوة 2: قواسم العدد 15

ثم كل قواسم العدد 15.

1 ; 3 ; 5 ; 15
🔹الخطوة 3: القواسم المشتركة

نقارن القائمتين: العدد الوحيد الموجود في القائمتين معا هو 1.

1
✅النتيجة: العددان أوليان فيما بينهما

أكبر هذه القواسم المشتركة هو 1، وهو أيضا الوحيد.

PGCD(8 , 15) = 1
هذه الطريقة مريحة تحت العدد 30 تقريبا. فوق ذلك تصير القائمتان طويلتين، وخوارزمية إقليدس أسرع بكثير.

طريقة 3: كيف نستعمل خاصية العددين المتتاليين؟

انظر أولا إلى الفرق بين العددين. إن كان الفرق يساوي 1 فالجواب معروف سلفا: العددان أوليان فيما بينهما، ولا داعي لأي حساب. ويبقى الحساب ممكنا للتأكّد.

مثال 3: عددان متتاليان، بلا حساب

نعتبر العددين الطبيعيين 198 و 199.

🎯المطلوب: بيّن أنّ العددين 198 و 199 أوليان فيما بينهما دون حساب طويل.

🔹الخطوة 1: الفرق بين العددين

نطرح الأصغر من الأكبر لنرى الفرق بينهما: الفرق يساوي 1، فالعددان متتاليان، وكل قاسم مشترك لهما يقسم هذا الفرق، أي يقسم 1، فلا يكون إلا 1.

199 − 198 = 1
🔹الخطوة 2: التحقّق بالقسمة الأولى

وللتأكّد بالحساب نقسم 199 على 198: الحاصل 1 والباقي 1.

199 = 1 × 198 + 1
🔹الخطوة 3: القسمة الثانية

نُزيح، فيصير 198 مقسوما و 1 قاسما: الباقي معدوم، وآخر باق غير معدوم هو 1.

198 = 198 × 1 + 0
✅النتيجة: العددان أوليان فيما بينهما

الخاصية والحساب يعطيان الجواب نفسه.

PGCD(198 , 199) = 1
الخاصية تعمل مهما كبر العددان: 1 000 و 1 001 أوليان فيما بينهما، و 12 345 و 12 346 كذلك، دون أي قسمة.

طريقة 4: كيف نبيّن أن عددين ليسا أوليين فيما بينهما؟

يكفي أن تجد قاسما مشتركا واحدا يختلف عن 1 لتنتهي المسألة. وأوضح طريقة هي حساب القاسم المشترك الأكبر: إن وجدته يختلف عن 1، فقد أجبت وأعطيت الدليل في آن واحد.

مثال 4: حالة عددين ليسا أوليين فيما بينهما

نعتبر العددين الطبيعيين 45 و 75.

🎯المطلوب: هل العددان 45 و 75 أوليان فيما بينهما؟ برّر جوابك.

🔹الخطوة 1: قسمة 75 على 45

نقسم الأكبر على الأصغر: الباقي 30.

75 = 1 × 45 + 30
🔹الخطوة 2: قسمة 45 على 30

نُزيح ونعيد القسمة.

45 = 1 × 30 + 15
🔹الخطوة 3: قسمة 30 على 15

الباقي معدوم، فالقاسم الأخير هو 15.

30 = 2 × 15 + 0
✅النتيجة: العددان ليسا أوليين فيما بينهما

القاسم المشترك الأكبر يساوي 15، وهو يختلف عن 1.

PGCD(45 , 75) = 15
يمكنك التحقّق بسرعة: 15 يقسم 45 لأن 45 يساوي ⁦15 × 3⁩، ويقسم 75 لأن 75 يساوي ⁦15 × 5⁩.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال من نوع: «بيّن أنّ العددين 25 و 39 أوليان فيما بينهما»، أو «هل العددان أوليان فيما بينهما؟ علّل». ثلاثة عناصر جاهزة: ① التعريف: a و b أوليان فيما بينهما إذا كان ⁦PGCD(a , b) = 1⁩، أي لا قاسم مشترك لهما سوى 1 ② الطريقة: احسب القاسم المشترك الأكبر بخوارزمية إقليدس، أو قارن قائمتي القواسم إذا كان العددان صغيرين ؛ ولعددين متتاليين لا حاجة إلى حساب: ⁦PGCD(n , n + 1) = 1⁩ ③ النفي: يكفي أن تجد قاسما مشتركا يختلف عن 1، وتذكره، لتقول إنّهما ليسا أوليين فيما بينهما. ⛔ والخطأ الشائع: الخلط بين «عدد أوّليّ» و«عددان أوليان فيما بينهما» ؛ 8 و 15 أوليان فيما بينهما مع أنّ أيّا منهما ليس عددا أوّليّا. وخطأ ثانٍ: الحكم بالنظر دون حساب ؛ القاسم المشترك الأكبر يُحسب أو يُستنتج من خاصّية، ولا يُخمَّن.
خلاصة: عددان طبيعيان أوليان فيما بينهما إذا كان قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1، أي إذا لم يكن لهما أي قاسم مشترك سوى 1. للتحقّق من ذلك نحسب القاسم المشترك الأكبر بخوارزمية إقليدس، أو نقارن قائمتي القواسم إن كان العددان صغيرين. وكل عددين طبيعيين متتاليين أوليان فيما بينهما، لأن فرقهما يساوي 1. وإن وجدت قاسما مشتركا يختلف عن 1، فالعددان ليسا أوليين فيما بينهما.

الصفحة 1/8

© مدرستي — هذا الدرس من تأليف مدرستي · madrassati.net