الرياضيات🎓 هدف البكالوريا

الأعداد والحساب (تابع)

الأعداد الأولية و التحليل إلى جُداء عوامل أولية

🔊 المعلّمة تقرأ لك
تقرأ في مقدّمة هذا الباب أنّ الأعداد الأولية هي أصل جميع الأعداد، و أنّها في الوقت نفسه غير منتظمة، فلا توجد قاعدة تعطيك العدد الأولي الموالي و لا يمكن التخمين بها. و مع ذلك يُطلب منك في الامتحان أن تقرّر، في دقائق، إن كان عدد من ثلاثة أرقام أوّليا. فكيف يُختبر عدد واحد، و كيف يُردّ أيّ عدد آخر إلى أعداده الأولية؟

الجواب في أداتين، و الدرس كلّه مبنيّ عليهما. الأولى هي الجذر: عدد غير أوّلي لا بدّ أن يخفي قاسما أوّليا لا يتجاوز جذره، فالاختبار ينتهي عند الجذر و لا يمتدّ إلى العدد كلّه. و الثانية هي التحليل: كلّ عدد طبيعي يُكتب بطريقة وحيدة جداء عوامل أولية، و متى كُتب هكذا صارت قواسمه و مضاعفاته تُقرأ من أُسسه دون أيّ قسمة.

🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • التعرّف على أوّلية عدد طبيعي بقسمته على الأعداد الأولية الأصغر من جذره
  • البرهان على أنّ عبارة غير أوّلية بكتابتها جداء عاملين أكبر تماما من 1
  • تحليل عدد طبيعي إلى جداء عوامل أولية بالقسمات المتتالية
  • تعيين عدد قواسم عدد طبيعي و سرد قواسمه كلّها انطلاقا من تحليله
  • التعرّف على قواسم عدد و مضاعفاته بمقارنة أُسس التحليل
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • قابلية القسمة و القسمة الإقليدية في ℤ
  • حساب المربّعات و حصر جذر عدد بين عددين طبيعيين متتاليين

1. العدد الأولي: التعريف

ليكن n عددا طبيعيا. نقول إنّ n عدد أوّلي إذا كان يقبل قاسمين بالضبط في مجموعة الأعداد الطبيعية: العدد 1 و العدد n نفسه. فالشرط ليس «قليل القواسم»، بل اثنان بالضبط، لا أكثر و لا أقلّ.

تعريف العدد الأولي

⭐ العدّ بالضبط هو كلّ التعريف. و منه تخرج مباشرة الحالتان اللتان يخطئ فيهما التلاميذ كلّ سنة: العدد 0 و العدد 1.

n ∈ ℙ ⟺ D(n) = {1 ; n}
ℙمجموعة الأعداد الأوليةD(n)مجموعة قواسم العدد n في مجموعة الأعداد الطبيعية
  • العدد 0 ليس أوّليا: كلّ عدد طبيعي غير معدوم يقسمه، فقواسمه لا نهائية العدد، لا اثنان.
  • العدد 1 ليس أوّليا: قاسمه الوحيد هو 1، فله قاسم واحد لا قاسمان.
  • العدد 2 هو العدد الأوّلي الزوجي الوحيد: كلّ عدد زوجي آخر يقبل 2 قاسما يختلف عن 1 و عن العدد نفسه.

و هذه هي الأعداد الأولية الأصغر من 25، و عددها تسعة:

23571113171923
⛔ لا تخلط بين «أوّلي» و «أوّلي مع». العدد 9 ليس أوّليا لأنّه يقبل القاسم 3، لكنّه أوّلي مع العدد 10 لأنّ قاسمهما المشترك الأكبر هو 1. الأولى صفة لعدد واحد، و الثانية علاقة بين عددين.

2. الخواص الثلاث

الخاصيتان الأوليان هما اللتان تصنعان طريقة الاختبار، و الثالثة هي التي تجعل الموضوع لا ينتهي أبدا. و برهانها الثلاثة قصيرة، و كلّها من نوع واحد: نفترض العكس فنقع في تناقض.

خاصية 1: كلّ عدد يخفي قاسما أوّليا
n ≥ 2 ⟹ (∃ p ∈ ℙ) p | n

البرهان. إذا كان n أوّليا فإنّه يقسم نفسه و الأمر منتهٍ. و إذا كان n غير أوّلي فإنّه يقبل قاسما يختلف عن 1 و عن n؛ نسمّي p أصغر هذه القواسم. لو كان p غير أوّلي لوُجد عدد طبيعي d يقسم p مع ⁦1 < d < p⁩، و عندئذ يقسم d العدد n أيضا بالتعدّي، فيكون قاسما للعدد n أصغر من p — و هذا يناقض اختيار p أصغر القواسم. إذن p عدد أوّلي.

خاصية 2: القاسم الأوّلي لا يتجاوز الجذر

⭐ هذه الخاصية هي رخصة التوقّف: هي التي تسمح بإيقاف الاختبار عند الجذر بدل مواصلة القسمة إلى غاية العدد نفسه. بدونها يكون اختبار العدد 349 قسمة على 347 عددا، و بها يصير قسمة على سبعة أعداد فقط.

n ∉ ℙ ; n ≥ 2 ⟹ (∃ p ∈ ℙ) p | n ; p ≤ √n

البرهان. بما أنّ n غير أوّلي فإنّه يقبل قاسما d يختلف عن 1 و عن n، فنكتب ⁦n = d × d'⁩ حيث d' عدد طبيعي. و لدينا ⁦d' ≥ 2⁩، لأنّ ⁦d' = 1⁩ يعطي ⁦d = n⁩ و هذا مرفوض. نرتّب العاملين و نفترض ⁦d ≤ d'⁩.

🔹الخطوة الحاسمة في البرهان

نضرب طرفي المتراجحة ⁦d ≤ d'⁩ في العدد الموجب d، فيصير المربّع d² أصغر من الجداء ⁦d × d'⁩ الذي هو n بالضبط. و منه d لا يتجاوز جذر n.

d ≤ d' ⟹ d × d ≤ d × d' = n ⟹ d ≤ √n

ثمّ نطبّق الخاصية 1 على العدد d: فهو يقبل قاسما أوّليا p، و هذا القاسم يقسم d الذي يقسم n، فهو إذن قاسم أوّلي للعدد n. و بما أنّ ⁦p ≤ d⁩ و ⁦d ≤ √n⁩ نستنتج أنّ ⁦p ≤ √n⁩.

القاسمان لا يقعان أبدا في الجهة نفسها من الجذر: فمن بحث إلى غاية الجذر وجد أحدهما حتما.

خاصية 3: مجموعة الأعداد الأولية غير منتهية. أي أنّه مهما بلغ العدد الأوّلي الذي تعرفه، يوجد عدد أوّلي أكبر منه. و برهان إقليدس على ذلك من أجمل ما في الحساب.

البرهان بالخلف. نفترض أنّ مجموعة الأعداد الأولية منتهية، و نسمّي p أكبر عنصر فيها.نضرب كلّ الأعداد الأولية من 2 إلى p و نسمّي الجداء N، ثمّ نضيف 1.

عدد إقليدس
N = 2 × 3 × 5 × 7 × … × p ; N' = N + 1

باقي قسمة ⁦N′⁩ على أيّ واحد من الأعداد 2، 3، 5، …، p هو 1، لأنّ N مضاعف لكلّ واحد منها. إذن لا يقبل ⁦N′⁩ القسمة على أيّ عدد أوّلي أصغر من أو يساوي p. و هنا تنفتح حالتان، و كلتاهما تؤدّيان إلى تناقض.

  1. إذا كان ⁦N′⁩ أوّليا: فهو أكبر من p لأنّ ⁦N' = N + 1⁩ و N مضاعف للعدد p، أي ⁦N' > p⁩ — و هذا يناقض كون p أكبر عدد أوّلي.
  2. إذا كان ⁦N′⁩ غير أوّلي: فهو يقبل قاسما أوّليا حسب الخاصية 1؛ و بما أنّ أيّا من الأعداد 2، 3، …، p لا يقسمه، فإنّ ذلك القاسم الأوّلي أكبر من p — و هو التناقض نفسه.
⭐ لا تظنّ أنّ ⁦N + 1⁩ عدد أوّلي دائما: البرهان لا يقول ذلك، و لهذا يعالج حالتين. خذ الأعداد الأولية إلى غاية 13 فتجد ⁦N + 1 = 30031⁩، و هذا العدد يساوي ⁦59 × 509⁩، أي أنّه غير أوّلي — و مع ذلك قاسماه الأوّليان 59 و 509 أكبران من 13، فالتناقض قائم.

3. طريقة اختبار أوّلية عدد

الخاصيتان 1 و 2 تعطيان معا طريقة منتهية و مضمونة. و هي الطريقة الوحيدة المقبولة في الامتحان: الآلة الحاسبة ليست برهانا.

  1. نحسب ⁦√n⁩، أو بالأحرى نحصره بين عددين طبيعيين متتاليين.
  2. إذا كان ⁦√n⁩ عددا طبيعيا، أي n مربّع تامّ، فإنّ n غير أوّلي و ننتهي.
  3. و إلّا نقسم n على الأعداد الأولية الأصغر من ⁦√n⁩، واحدا واحدا و بالترتيب.
  4. إن انعدم أحد البواقي توقّفنا: n غير أوّلي.
  5. و إن كانت كلّ البواقي غير معدومة فـ n عدد أوّلي.
⛔ خطآن يُفقدان النقطة: ① القسمة على كلّ الأعداد الأصغر من الجذر بدل الأعداد الأولية وحدها — عمل زائد بلا فائدة، لأنّ كلّ عدد غير أوّلي يخفي وراءه عاملا أوّليا أصغر منه؛ ② التوقّف قبل بلوغ الجذر: من قسم 341 على 2، 3، 5 و 7 فقط ثمّ أعلنه أوّليا أخطأ، لأنّ 11 لم يُختبر بعدُ و هو الذي يقسمه.
مثال 1: عدد يتبيّن أنّه أوّلي

نريد أن نقرّر أوّلية العدد 349 ببرهان، لا بآلة حاسبة.

🎯المطلوب: بيّن إن كان العدد 349 أوّليا أم لا.

🔹الخطوة 1: حصر الجذر

نحصر الجذر بين عددين طبيعيين متتاليين بالمربّعات، دون آلة حاسبة.

18² = 324 ; 19² = 361 ; 324 < 349 < 361
🔹الخطوة 2: قراءة الحصر

إذن الجذر محصور بين 18 و 19، و قيمته المقرّبة بالنقصان هي 18,68.

18 < √349 < 19
🔹الخطوة 3: الأعداد الأولية المعنيّة

نسرد الأعداد الأولية الأصغر من الجذر: هي الأعداد الأولية الأصغر من 19.

2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 11 ; 13 ; 17
🔹الخطوة 4: القسمة على 2، 3 و 5

نبدأ بالأعداد الثلاثة الأولى، و معاييرها معروفة: العدد فردي، و مجموع أرقامه ⁦3 + 4 + 9 = 16⁩ ليس مضاعفا للعدد 3، و رقم آحاده ليس 0 و لا 5.

349 = 2 × 174 + 1
🔹الخطوة 5: القسمة على 7

ثمّ نقسم على 7 و نكتب القسمة الإقليدية كاملة.

349 = 7 × 49 + 6
🔹الخطوة 6: القسمة على 11

ثمّ على 11.

349 = 11 × 31 + 8
🔹الخطوة 7: القسمة على 13

ثمّ على 13.

349 = 13 × 26 + 11
🔹الخطوة 8: القسمة على 17

و أخيرا على 17، و هو آخر عدد أوّلي أصغر من الجذر.

349 = 17 × 20 + 9
✅النّتيجة

كلّ البواقي غير معدومة، و قد بلغنا الجذر: فلا يمكن أن يبقى قاسم مخفيّ.

349 ∈ ℙ
⭐ لماذا نتوقّف عند 17؟ لأنّ الخاصية 2 تضمن أنّ عددا غير أوّلي يخفي قاسما أوّليا لا يتجاوز جذره. فلو كان للعدد 349 قاسم أوّلي أكبر من 18، لكان لجدائه المرافق قاسم أوّلي أصغر من 18، و كنّا قد وجدناه. ⛔ و لاحظ أنّ الجواب هنا هو سبع قسمات مكتوبة، لا جملة واحدة: هذه هي النقطة.
مثال 2: عدد يتبيّن أنّه غير أوّلي

نأخذ عددا قريبا جدّا من الأوّل، 341، و نطبّق عليه الطريقة نفسها.

🎯المطلوب: بيّن إن كان العدد 341 أوّليا أم لا.

🔹الخطوة 1: حصر الجذر

نحصر الجذر بالمربّعات، تماما كما في المثال السابق.

18² = 324 ; 19² = 361 ; 324 < 341 < 361
🔹الخطوة 2: قراءة الحصر

فالجذر محصور بين 18 و 19، و قيمته المقرّبة بالنقصان هي 18,46.

18 < √341 < 19
🔹الخطوة 3: القسمة على 2، 3 و 5

العدد فردي، و مجموع أرقامه ⁦3 + 4 + 1 = 8⁩ ليس مضاعفا للعدد 3، و رقم آحاده 1.

341 = 2 × 170 + 1
🔹الخطوة 4: القسمة على 7

نقسم على 7 فنجد باقيا غير معدوم.

341 = 7 × 48 + 5
🔹الخطوة 5: القسمة على 11

ثمّ نقسم على 11، و هنا ينعدم الباقي فنتوقّف فورا.

341 = 11 × 31 + 0
✅النّتيجة

و نكتب النتيجة في صيغة جداء، فهي البرهان نفسه.

341 = 11 × 31
⭐ الفرق بين هذا المثال و الذي قبله كلّه في سطر واحد. لمّا ينعدم الباقي نتوقّف مباشرة: لا فائدة من مواصلة القسمة على 13 و 17، فالجداء ⁦11 × 31⁩ برهان كامل. ⚖️ و لاحظ أنّ 341 و 349 لهما الجذر نفسه تقريبا و الأعداد الأولية المختبرة نفسها: لا يمكن الحكم بالنظر، لا بدّ من العمل.
مثال 3: الحالة التي تُختصر في سطر

العدد 841 يبدو بعيدا عن كلّ جدول ضرب معروف.

🎯المطلوب: بيّن إن كان العدد 841 أوّليا أم لا.

🔹الخطوة 1: البحث عن مربّع تامّ

نبحث أوّلا إن كان العدد مربّعا تامّا، فهذا يوفّر كلّ القسمات.

29² = 841
🔹الخطوة 2: قراءة الجداء

إذن الجذر عدد طبيعي، و العدد يُكتب جداء عاملين متساويين أكبرين تماما من 1.

841 = 29 × 29
✅النّتيجة

و العاملان أكبران تماما من 1، فالعدد يقبل القاسم 29 الذي يختلف عن 1 و عن 841.

841 = 29²
⭐ ابدأ دائما بسؤال المربّع التامّ: إن كان n مربّعا تامّا فهو غير أوّلي في سطر واحد، بلا أيّ قسمة. و المربّعات التي يجب أن تعرفها فورا إلى 30: 361 و 400 و 441 و 484 و 529 و 576 و 625 و 676 و 729 و 784 و 841 و 900.
مثال 4: البرهان على أنّ عبارة ليست أوّلية

ليكن n عددا طبيعيا أكبر تماما من 3، و ليكن العدد الطبيعي ⁦a = n² − 2n − 8⁩.

🎯المطلوب: عيّن قيم العدد n التي يكون من أجلها a عددا أوّليا.

🔹الخطوة 1: البحث عن الجذرين

العبارة كثيرة حدود من الدرجة الثانية، فنبحث عن جذريها ثمّ نحلّلها.

n² − 2n − 8 = 0 ⟺ n ∈ {−2 ; 4}
🔹الخطوة 2: التحليل

و منه التحليل إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى، و هو صحيح مهما كان n.

a = (n + 2)(n − 4)
🔹الخطوة 3: تأطير العامل الأوّل

نؤطّر العامل الأوّل: العدد n أكبر تماما من 3، أي ⁦n ≥ 4⁩، فالعامل ⁦n + 2⁩ لا يقلّ عن 6.

n ≥ 4 ⟹ n + 2 ≥ 6
🔹الخطوة 4: تأطير العامل الثاني

و نقرأ العامل الثاني: هو أكبر تماما من 1 بمجرّد أن يبلغ n العدد 6.

n ≥ 6 ⟹ n − 4 ≥ 2
🔹الخطوة 5: الحالة العامة

فمن أجل ⁦n ≥ 6⁩ يكون a جداء عددين طبيعيين أكبرين تماما من 1، إذن غير أوّلي.

n ≥ 6 ⟹ a = (n + 2)(n − 4) ; n + 2 ≥ 8 ; n − 4 ≥ 2
🔹الخطوة 6: الحالة ⁦n = 4⁩

تبقى الحالتان اللتان لا يشملهما هذا التأطير، و ندرسهما واحدة واحدة: العدد 0 ليس أوّليا كما رأينا في التعريف، فالقيمة ⁦n = 4⁩ مرفوضة.

a=(4 + 2)(4 − 4)=6 × 0=0
🔹الخطوة 7: الحالة ⁦n = 5⁩

و في الحالة ⁦n = 5⁩ يساوي العامل الثاني 1، فيبقى a مساويا للعامل الأوّل 7.

a=(5 + 2)(5 − 4)=7 × 1=7
✅النّتيجة

و العدد 7 أوّلي، فهذه هي القيمة الوحيدة التي تعطي عددا أوّليا.

n = 5 ⟹ a = 7 ∈ ℙ
⭐ انتبه إلى صيغة الجواب: السؤال يدور على n، فالجواب يجب أن يكون قيمة لـ n، أي ⁦n = 5⁩. ⛔ من أجاب «a أوّلي إذا كان ⁦a = 7⁩» لم يجب على السؤال: هذه جملة تدور على نفسها و لا تعيّن شيئا. ⚖️ و لاحظ الطريقة كلّها: للبرهان على أنّ عددا غير أوّلي يكفي كتابته جداء عاملين أكبرين تماما من 1 — لا حاجة إلى أيّ قسمة.

4. التحليل إلى جداء عوامل أولية

بعد أن عرفنا كيف نختبر عددا واحدا، نمرّ إلى العملية التي تفتح الباب كلّه: ردّ أيّ عدد إلى أعداده الأولية. و هذه هي المبرهنة التي تضمن أنّ العملية ممكنة دائما.

مبرهنة التحليل

⭐ البرهان هو الخاصية 1 مطبّقة مرّة بعد مرّة: العدد n يقبل قاسما أوّليا p₁ فنكتب ⁦n = p₁ × n₁⁩ حيث n₁ أصغر تماما من n؛ ثمّ نعيد الكرّة على n₁. و بما أنّ الأعداد n₁، n₂، … متتالية متناقصة من أعداد طبيعية فهي تبلغ 1 حتما، و عندئذ تتوقّف العملية. التناقص هو الذي يضمن التوقّف.

n ≥ 2 ⟹ n = p₁d₁ × p₂d₂ × … × pₖdₖ
p₁عوامل أولية مرتّبة تصاعدياd₁أُسس طبيعية غير معدومة
و نقبل بدون برهان أنّ هذا التحليل وحيد بالنسبة لترتيب العوامل: لكلّ عدد طبيعي تحليل واحد لا غير. هذه هي النظرية الأساسية في الحساب، و هي التي تجعل التحليل بطاقة هوية للعدد: عددان لهما التحليل نفسه هما العدد نفسه.

و إذا كان n أوّليا فتحليله هو الجداء ذو العامل الواحد ⁦n = n¹⁩؛ فالمبرهنة لا تستثني الأعداد الأولية، هي فقط لا تضيف إليها شيئا.

5. طريقة التحليل: القسمات المتتالية

نقسم العدد على أصغر عدد أوّلي يقسمه، ثمّ نقسم الحاصل على أصغر عدد أوّلي يقسمه، و هكذا إلى أن نبلغ 1. و نجمع في الأخير كلّ القواسم المستعملة في جداء، بأُسسها.

مثال 5: تحليل عدد و سرد كلّ قواسمه

نأخذ العدد 9604، و هو عدد لا يوحي جدول ضربه بشيء.

🎯المطلوب: حلّل العدد 9604 إلى جداء عوامل أولية ثمّ عيّن مجموعة قواسمه.

🔹الخطوة 1: القسمة على 2

نقسم على 2 مرّتين، إلى أن يصير الحاصل فرديا.

9604 = 2 × 4802 ; 4802 = 2 × 2401
🔹الخطوة 2: القسمة على 7

العدد 2401 فردي و مجموع أرقامه 7، فلا يقبل القسمة على 2 و لا على 3 و لا على 5. نجرّب 7.

2401 = 7 × 343
🔹الخطوة 3: مواصلة القسمة على 7

و نواصل بالقسمة على 7.

343 = 7 × 49 ; 49 = 7 × 7
🔹الخطوة 4: كتابة التحليل

بلغنا 1، فنجمع القواسم المستعملة: العدد 2 مرّتين و العدد 7 أربع مرّات.

9604 = 2² × 7⁴
🔹الخطوة 5: التحقّق

نتحقّق بحساب الجداء، و هو تحقّق يجب أن يُكتب.

2² × 7⁴=4 × 2401=9604
🔹الخطوة 6: عدد القواسم

لعدّ القواسم نضيف 1 إلى كلّ أُسّ ثمّ نضرب.

(2 + 1) × (4 + 1)=3 × 5=15
✅النّتيجة

و لسردها نضرب كلّ قوّة للعدد 2 في كلّ قوّة للعدد 7، فنحصل على خمس عشرة قيمة.

D(9604) = {1 ; 2 ; 4 ; 7 ; 14 ; 28 ; 49 ; 98 ; 196 ; 343 ; 686 ; 1372 ; 2401 ; 4802 ; 9604}
⭐ لا تنتقل إلى عدد أوّلي أكبر قبل أن تستنفد الأصغر: القسمة على 2 تُعاد ما دام العدد زوجيا، ثمّ على 3، ثمّ على 5، ثمّ على 7… و بهذا تخرج الأُسس وحدها، مرتّبة، دون أن تفكّر فيها.

و الجدول الموالي يسرد القواسم الخمسة عشر: كلّ سطر قوّة للعدد 2، و كلّ عمود قوّة للعدد 7، و كلّ خانة هي جداؤهما.

✅النّتيجة: قواسم العدد 9604
×7⁰7¹7²7³7⁴
2⁰17493432401
2¹214986864802
2²42819613729604
ثلاثة أسطر في خمسة أعمدة، أي خمس عشرة خانة بالضبط — و هو العدد الذي أعطاه الجداء ⁦(2 + 1) × (4 + 1)⁩.

و مرتّبة تصاعديا، هذه هي مجموعة القواسم:

1247142849981963436861372240148029604

6. قراءة القواسم و المضاعفات من الأُسس

هنا تظهر الفائدة الحقيقية للتحليل. ليكن a و b عددين طبيعيين أكبرين تماما من 1. يكون b قاسما للعدد a إذا و فقط إذا تحقّق شرطان معا: كلّ عامل أوّلي في تحليل b موجود في تحليل a، و أُسّه في تحليل b أصغر من أُسّه في تحليل a أو يساويه.

قاسم من الأُسس

⭐ نتّفق على كتابة العددين بالعوامل الأولية نفسها، و نضع الأُسّ 0 لكلّ عامل غائب. عندئذ يصير الشرط مقارنة أُسّ بأُسّ، عاملا بعامل، و لا شيء آخر.

b | a ⟺ (∀ i) bᵢ ≤ aᵢ
aᵢأُسّ العامل الأوّلي رقم i في تحليل abᵢأُسّ العامل الأوّلي نفسه في تحليل b

و المضاعفات تُقرأ من الجهة الأخرى بالضبط: العدد a مضاعف للعدد b معناه أنّ b يقسم a، فالشرط هو نفسه مقروءا بالمقلوب. قاسم يعني أُسسا أصغر، و مضاعف يعني أُسسا أكبر.

عدد قواسم العدد a

لبناء قاسم نختار أُسّا للعامل الأوّل بين 0 و a₁، أي ⁦(a₁ + 1)⁩ اختيارا، ثمّ أُسّا للعامل الثاني، و هكذا. و الاختيارات مستقلّة، فيُضرب عددها. و لا تنسَ الأُسّ 0: هو الذي يعطي القاسم 1.

(a₁ + 1) × (a₂ + 1) × … × (aₙ + 1)
مثال 6: الحكم على قاسم دون إجراء أيّ قسمة

ليكن العدد 360، و نريد أن نحكم على ثلاثة أعداد دون أن نجري أيّ قسمة عليها.

🎯المطلوب: حدّد إن كان كلّ من 12 و 16 و 7 قاسما للعدد 360.

🔹الخطوة 1: التحليل

نحلّل العدد المعطى إلى جداء عوامل أولية.

360 = 2³ × 3² × 5
🔹الخطوة 2: عدد القواسم

نعدّ قواسمه بإضافة 1 إلى كلّ أُسّ ثمّ الضرب.

(3 + 1) × (2 + 1) × (1 + 1)=4 × 3 × 2=24
🔹الخطوة 3: مقارنة الأُسس للعدد 12

نحلّل العدد 12، و نقارن أُسّا بأُسّ: العامل 2 بأُسّ 2 و العامل 3 بأُسّ 1.

12 = 2² × 3 ; 2 ≤ 3 ; 1 ≤ 2
🔹الخطوة 4: التحقّق

الشرط محقّق في العاملين معا، فالعدد 12 قاسم. و نتحقّق بالجداء.

360 = 12 × 30
🔹الخطوة 5: مقارنة الأُسس للعدد 16

نحلّل العدد 16: عامله الوحيد هو 2 بأُسّ 4، و أُسّ 2 في تحليل 360 هو 3 فقط: فالأُسّ أكبر ممّا يسمح به التحليل، إذن 16 ليس قاسما.

16 = 2⁴ ; 4 > 3
🔹الخطوة 6: حالة عامل غائب

العامل 7 غائب تماما من تحليل 360، فهو ليس قاسما له.

7 ∉ {2 ; 3 ; 5}
✅النّتيجة

نجمع الأحكام الثلاثة: قاسم واحد من ثلاثة.

12 | 360 ; 16 ∤ 360 ; 7 ∤ 360
⭐ سببان اثنان لا ثالث لهما يمنعان عددا من أن يكون قاسما: عامل أوّلي غائب من التحليل، أو عامل موجود لكن بأُسّ أكبر ممّا يسمح به. و في الحالتين يُقرأ الجواب من التحليل مباشرة. ⚖️ و هذه القراءة هي التي ستحمل الدرس الموالي كلّه: القاسم المشترك الأكبر و المضاعف المشترك الأصغر يُقرآن بالطريقة نفسها، بأصغر الأُسس و بأكبرها.
⛔ في الباكالوريا لا يُقبل «العدد أوّلي» بلا برهان: يُنتظر منك حصر الجذر، ثمّ سرد الأعداد الأولية الأصغر منه، ثمّ قسمة مكتوبة على كلّ واحد منها. و في أسئلة العبارات، الحركة المطلوبة هي التحليل إلى جداء عاملين و مناقشة الحالات الصغيرة الباقية واحدة واحدة — و هي التي تحمل نصف النقطة.
الخلاصة: العدد الأوّلي هو الذي يقبل قاسمين بالضبط، و 0 و 1 ليسا منه. و كلّ عدد أكبر من 1 يقبل قاسما أوّليا، و كلّ عدد غير أوّلي يقبل قاسما أوّليا لا يتجاوز جذره — و هي الخاصية التي توقف الاختبار عند الجذر. مجموعة الأعداد الأولية غير منتهية، ببرهان إقليدس. و كلّ عدد يُحلّل بطريقة وحيدة إلى جداء عوامل أولية بالقسمات المتتالية؛ و متى صار التحليل مكتوبا صارت القواسم تُقرأ من الأُسس: عددها هو جداء الأُسس مزيدة بـ 1، و عدد يقسم آخر إذا كان كلّ عامل من عوامله موجودا فيه بأُسّ لا يتجاوز أُسّه.

الصفحة 1/12

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