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Números primos

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Números primos

  1. 1. Prof. Jenner Huamán Callirgos
  2. 2. La conjetura de Goldbach El 7 de junio de 1742, Christian Goldbach le escribió una carta a Leonhard Euler (uno de los más grandes matemáticos de todos los tiempos), sugiriéndole que pensara una demostración para la siguiente afirmación porque a él no se le ocurría: "Todo número par positivo, mayor que 2, se puede escribir como la suma de dos números primos." Un matemático que cree que una afirmación es cierta, pero esa veracidad no se puede probar, tiene la opción de presentarla como una conjetura. Conjetura refiere a una afirmación que se supone cierta, pero que no fue probada ni refutada hasta la fecha. La más famosa conjetura real es la planteada por un matemático alemán que trabajaba en Rusia, Christian Goldbach (1690 - 1764). A Goldbach le parecía que cualquier número par mayor que 2 podía expresarse como la suma de dos primos (a veces de más de una manera).
  3. 3. Ningún matemático ha hallado jamás número par alguno mayor que 2, que no pudiera expresarse mediante la suma de dos números primos. Todo matemático está convencido de que no existe tal número, y que la conjetura de Goldbach es cierta. Sin embargo, nadie ha sido capaz de probar la conjetura. Así: 4 = 2 + 2; 6 = 3 + 3; 8 = 5 + 3; 10 = 5 + 5; 12 = 7 + 5; 14 = 7 + 7; 16 = 11 + 5; 18 = 13 + 5; 20 = 13 + 7; 22 = 11 + 11; 24 = 13 + 11; 26 = 13 + 13; 28 = 23 + 5; 30 = 23 + 7; 32 = 19 + 13; 34 = 17 + 17; 36 = 23 + 13; 38 = 19 + 19; 40 = 23 + 17; 42 = 23 + 19; etc.
  4. 4. CLASIFICACIÓN DE LOS NÚMEROS ENTEROS POSITIVOS NÚMEROS SIMPLES Son aquellos números que tiene a lo más dos divisores. A. La unidad: Es el único Z+ que tiene un solo divisor. También se le llama primo relativo. B. Primos Absolutos: Son aquellos números que poseen exactamente dos divisores: la unidad y el mismo número. Generalmente, se le dice número primo. {2; 3; 5; 7; 11; 13; 17; 19; 23; 29;….}
  5. 5. NÚMEROS COMPUESTOS Son aquellos números enteros positivos que tiene más de dos divisores. {4; 6; 8; 9; 10; 12; 14; 15; 16; 18;….} OBSERVACIÓN: Todo número compuesto posee por lo menos un divisor primo. El menor número compuesto es el 4.
  6. 6. Debes tener en cuenta que: Hasta el momento(2014) no se ha descubierto una fórmula que permita Calcular a todos los números primos. Sin embargo, matemáticos famosos como Pierre Fermat, Euler, entre otros propusieron expresiones que permiten encontrar algunos números primos. FÓRMULA DE FERMAT: 22 𝑛 + 1 Nos permite encontrar algunos números primos, siéndolos valores de “n” = {0; 1; 2; …..}
  7. 7. FÓRMULAS DE EULER: n2 + n + 17 Nos proporciona 16 números primos, siendo los valores de “n” = {0; 1; 2;….; 15} n2 + n + 41 Nos proporciona 40 números primos, siendo los valores de “n” = {0; 1; 2;….; 39} En enero de 1994 los científicos David Slowinskiny Paul Gage en Minnesota (EE.UU.) descubrieron el número primo: 2859 433 – 1, que tiene 258 716 cifras; calculando en su super computador Cray C90.
  8. 8. Propiedades de los números primos El conjunto de los número primos es infinito El 2 es el único número par que es primo. 2 y 3 son los únicos números consecutivos y primos a la vez. 3; 5 y 7 es la única terna de números impares consecutivos y primos a la vez. Todo número primo mayor que 2 es de la forma 4 0 + 1 4 0 − 1o Todo número primo mayor que 3 es de la forma Lo contrario no necesariamente se cumple. 6 0 + 1 6 0 − 1o
  9. 9. Algoritmo para determinar si un número es primo Segundo Paso Se calcula la raíz cuadrada aproximada(por defecto) del número, se toma la parte entera de dicha raíz. Primer Paso Se indican todos los números primos menores o igual a la raíz cuadrada aproximada. Tercer Paso Se determina si el número es o no divisible entre cada uno de los números primos indicados en el paso anterior, de menor a mayor. Se dirá que el número es primo, si no resulta ser divisible por ninguno de los primos indicados. Se dirá que el número es compuesto si por lo menos en un caso resulta divisible.
  10. 10. Ejemplo ¿Es 163 un número primo? Segundo Paso Primer Paso Tercer Paso
  11. 11. CLASIFICACIÓN POR GRUPOS DE NÚMEROS Números primos entre sí (PESI) Se les denomina también primos relativos o coprimos y son aquellos grupos de números que tiene como único divisor común a la unidad. Ejemplo ¿35; 10 y 6 son PESI? Veamos Números Divisores 35: 1 ; 5; 7; 35 10: 1 ; 2; 5; 10 6: 1 ; 2; 3; 6 Único divisor común Del conjunto de números. Por lo Tanto: 35; 10 y 6 son PESI.
  12. 12. Números primos entre sí 2 a 2 Son aquellos grupos de números que al ser tomados de 2 en 2, cada par de números resulta PESI. Ejemplo ¿8; 33 y 25 son PESI 2 a 2? Números Divisores 8: 1 ; 2; 4; 8 33: 1 ; 3; 11; 33 25: 1 ; 5; 25 Veamos Se observa: 8 y 33 son PESI. 33 y 25 son PESI. 8 y 25 son PESI Por lo tanto: 8; 33 y 25 Son PESI 2 a 2.
  13. 13. TEOREMA FUNDAMENTAL DE LA ARITMÉTICA (TEOREMA DE GAUSS) Todo número entero positivo mayor que la unidad puede expresarse como el producto de sus divisores primos diferentes, elevados a exponentes enteros positivos. Dicha representación es única a excepción del orden de los factores y se denomina descomposición canónica.
  14. 14. Ejemplo Halle la descomposición canónica de los siguientes números: A. 432 B. 6552 C. 74613000 Resolución
  15. 15. CASO PARTICULAR Descomposición canónica del factorial de un número entero positivo Ejemplo Descomponer canónicamente el factorial de 24. Resolución Por definición: 24! = 1.2.3.4.5. … .23.24 Los factores primos elevados a ciertos exponentes: 24! = 2ª . 3b . 5c . 7d . …. . 23z Cálculo de los exponentes: “Se divide sucesivamente, el número del factorial por el factor primo que se desee hallar su exponente y enseguida se suman los cocientes”
  16. 16. Hallamos el exponente de 2: dividimos sucesivamente por 2: 24! = 2ª . 3b . 5c . 7d . …. . 23zVeamos: 24 2 2 2 1 12 6 3 2 a : 12 + 6 + 3 + 1 = 22 Hallamos el exponente de 3: dividimos sucesivamente por 3: 24 3 38 2 b : 8 + 2 = 10 Y así sucesivamente se obtiene: 24! = 222 . 310. 54 . 73 . 112 . 13 . 17 . 19 . 23
  17. 17. Ejemplo Descomponer canónicamente el factorial de 32. Resolución
  18. 18. Estudio de los divisores de un número Tabla de divisores Se siguen los siguientes pasos: A. Se descompone el número como el producto de sus divisores primos. B. Lo divisores que contienen al menor número primo se ubican en la fila principal y los demás divisores(de menor a mayor) en la columna principal. C. Se van multiplicando los de la columna principal con todos los divisores de la fila principal
  19. 19. Ejemplo Construir la tabla de divisores de 432. Resolución Descomponiendo 432 en factores primos: 432 = 24 . 33 24 23 22 21 20 33 32 31 30 20 21 22 23 24 30 1 2 4 8 16 31 3 6 12 24 48 32 9 18 36 72 144 33 27 54 108 216 432 x Fila Principal Columna Principal
  20. 20. ¿Cuántos divisores del número 784 poseen como suma de cifras un número primo? APLICACIÓN Resolución
  21. 21. CANTIDAD DE DIVISORES DE UN NÚMERO [CD(N)] Sea: 𝑁 = 𝑎 𝛼 . 𝑏 𝛽 . 𝑐 𝜃 primos 𝐶𝐷 𝑁 = (𝛼 + 1)(𝛽 + 1)(𝜃 + 1 También 𝐶𝐷 𝑁 = 𝐶𝐷 𝑃 + 𝐶𝐷 𝑐 + 1 𝐶𝐷 𝑃 : 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑜𝑠 𝐶𝐷 𝑐 : 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜𝑠.
  22. 22. Ejemplo Halla la cantidad de divisores de 180. 180 = 22 . 32 . 51 Resolución CD(180) = (2 + 1) (2 + 1) (1 + 1) = 18
  23. 23. SUMA DE DIVISORES DE UN NÚMERO [SD(N)] La suma de los divisores de un número, se obtiene desarrollando los Cocientes notables de cada factor primo. Halla la suma de divisores de 360. 360 = 23 . 32 . 51 Resolución 𝑆𝐷 𝑁 = 𝑎 𝛼+1 − 1 𝑎 − 1 . 𝑏 𝛽+1 − 1 𝑏 − 1 . 𝑐 𝜃+1 − 1 𝑐 − 1 Ejemplo 𝑆𝐷 360 = 23+1 − 1 2 − 1 . 32+1 − 1 3 − 1 . 51+1 − 1 5 − 1 SD(360) = 15 . 13 . 6 = 1 170
  24. 24. PRODUCTO DE DIVISORES DE UN NÚMERO [PD(N)] 𝑃𝐷 𝑁 = 𝑁 𝐶𝐷 𝑁 2 Halla el producto de los divisores de 360. Resolución Ejemplo 𝑃𝐷 360 = 360 24 2 = (360)12
  25. 25. SUMA DE LAS INVERSAS DE LOS DIVISORES DE UN NÚMERO [SID(N)] 𝑆𝐼𝐷 𝑁 = 𝑆𝐷 𝑁 𝑁 Halla la suma de las inversas de los divisores de 360. Resolución Ejemplo Suma de los divisores de 360= 1170 Luego, la suma de las inversas de los divisores de 360 es: 𝑆𝐼𝐷 360 = 1170 360 = 3,25
  26. 26. Conceptos Adicionales: • Divisor propio: Son todos aquellos divisores menores que él mismo Ejemplo: 12, divisores propios {1; 2; 3; 4; 6} • Números perfectos: Son aquellos números cuya suma de sus divisores propios es igual a él mismo Ejemplo:: 6  28 • Número defectuoso: Son aquellos números que cumplen con la condición que la suma de sus divisores son propios son menores que él mismo. Ejemplo: 35
  27. 27.  Números abundantes: Son aquellos cuya suma de divisores propios es mayor que él mismo. Ejemplo: 20  Número amigos: Sea N1  N2 los números. Serán amigos si la suma de divisores propios de N1 es igual a N2 y viceversa. Ejemplo: 220  284
  28. 28. APLICACIONES 1. Si el número M = 32 x 10n tiene 48 divisores positivos, entonces el valor de n es: (UNMSM – 2008-II) a) 2 b) 1 c) 4 d) 5 e) 3 Resolución
  29. 29. 2. Halle el número entero de la forma 2αx7β, sabiendo que al multiplicarlo por 14 se duplica la cantidad de sus divisores positivos y que, al dividirlo entre 4, el número de sus divisores positivos se reduce a la tercera parte. (UNMSM – 2010-II) a) 14 b) 56 c) 63 d) 28 e) 98 Resolución
  30. 30. 3. Sean a = 2n . 3 y b = 2 . 3n, donde n es un entero positivo. Si a . b tiene 16 divisores positivos, halle a – b. (UNMSM – 2012-II) a) -6 b) 6 c)4 d) -4 e) 12 Resolución
  31. 31. 4. La suma de divisores de A – B es 93, donde A = 32 . 5n y B = 5n .7. Entonces A + B es igual a: (UNAC – 2010-I) a) 700 b) 300 c) 400 d) 800 e) 600 Resolución
  32. 32. 5. Halle la suma de las cifras de un número entero N, sabiendo que admite sólo 2 divisores primos, el total de divisores positivos es 6 y la suma de éstos es 28. (UNAC – 2011- II) a) 7 b) 6 c) 9 d) 3 e) 5 Resolución
  33. 33. 6. Se tiene un número de 3 cifras, múltiplo de 30, que tiene un total de 24 divisores. Al multiplicarlo por 10 se forma un nuevo número cuya cantidad de divisores es 15/8 de la cantidad de divisores del número original. Calcule la suma de cifras del menor número que cumple las condiciones indicadas. (UNI – 2012 – II) a) 8 b) 9 c) 10 d) 11 e) 12 Resolución
  34. 34. 7. Determine la suma de todos los valores posibles de a, sabiendo que la descomposición canónica (en sus factores primos) de N, es y tiene 32 divisores. (UNI – 2008 – II) a) 4 b) 7 c) 5 d) 10 e) 14 Resolución 𝑁 = 𝑎𝑏 𝑐 𝑎𝑐 𝑏
  35. 35. 8. Si N2 tiene 63 divisores y N3 tiene 130 divisores. ¿Cuántos divisores tiene N4? Calcule la suma de cifras de esta cantidad. (UNI – 2008 – I) a) 4 b) 5 c) 6 d) 7 e) 8 Resolución
  36. 36. 9. Hallar el valor de “x” para que el número (15x)(40) tenga 116 divisores compuestos.(PUCP – 2012 – II) a) 120 b) 60 c) 117 d) 4 e) 5 Resolución
  37. 37. 10. ¿Cuántos números de la forma aba son primos absolutos menores que 329? a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 Resolución
  38. 38. 11. Calcule n si el número 28 . 30n tiene 576 divisores. a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 Resolución
  39. 39. 12. El número 51000….09 tiene 40 divisores compuestos, ¿cuántos de ellos son múltiplos de 6? a) 30 b) 20 c) 15 d) 16 e) 17 Resolución
  40. 40. 13. Sabiendo que el factorial de 31 tiene “n” divisores, ¿cuántos divisores tiene el factorial de 32? a) (32/27)n b) (27/32)n c) 32n d) 27n e) n/32 Resolución
  41. 41. 14. Halle el residuo de dividir el producto de los 2014 primeros números primos entre 12. a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 Resolución

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