Задания № 15, 19 · ЕГЭ

Применение разложения на простые множители

Как находить делители, кратные числа и проверять взаимную простоту через факторизацию
6 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Разложение на простые множители превращает число в произведение простых степеней. По такому представлению удобно находить все делители, количество делителей, наименьшее общее кратное, наибольший общий делитель и проверять взаимную простоту чисел.

Зачем раскладывать число на простые множители

Основная теорема арифметики утверждает: каждое натуральное число, большее 1, единственным образом представляется в виде произведения простых чисел, если не учитывать порядок множителей. Например, \(60=2\cdot2\cdot3\cdot5=2^2\cdot3\cdot5\).

D
Разложение на простые множители

Разложение натурального числа на простые множители — это запись числа в виде произведения простых чисел или их степеней. Число 1 простым множителем не является: \(1\) не раскладывают.

Обычно начинают с наименьшего возможного простого делителя: \(2\), затем проверяют \(3\), \(5\), \(7\) и так далее. Деление продолжают, пока частное не станет равным 1. Если число заканчивается на чётную цифру, оно делится на 2; признаки делимости помогают быстро находить следующие множители. Например, для 180: \(180=2\cdot90=2^2\cdot45=2^2\cdot3^2\cdot5\).

\[n=p_1^{\alpha_1}p_2^{\alpha_2}\cdots p_k^{\alpha_k},\qquad p_i\text{ — различные простые числа}\]1
Что означает запись

В разложении \(n=2^3\cdot3^2\cdot7\) число 2 встречается три раза, число 3 — два раза, а число 7 — один раз. Показатели степеней называют показателями простых множителей.

Делители числа по его разложению

Если \(n=p_1^{\alpha_1}\cdots p_k^{\alpha_k}\), то любой положительный делитель числа \(n\) составляется выбором степени каждого простого множителя: от нулевой до максимальной. Нулевая степень даёт множитель 1, поэтому она обязательно учитывается.

\[d=p_1^{\beta_1}p_2^{\beta_2}\cdots p_k^{\beta_k},\qquad 0\le\beta_i\le\alpha_i\]

Например, для \(72=2^3\cdot3^2\) делитель имеет вид \(2^a3^b\), где \(a\in\{0,1,2,3\}\) и \(b\in\{0,1,2\}\). Чтобы получить все делители, перебирают эти значения и не забывают числа 1 и само число 72.

\[\tau(n)=(\alpha_1+1)(\alpha_2+1)\cdots(\alpha_k+1)\]

Эта формула даёт количество положительных делителей. Для \(72=2^3\cdot3^2\) получаем \(\tau(72)=(3+1)(2+1)=12\). Если в условии требуется количество делителей, сначала нужно привести число к простому разложению, а затем увеличить каждый показатель на 1.

Как проверить список делителей

Делители натурального числа удобно объединять в пары: если \(d\) делит \(n\), то вместе с ним есть делитель \(n/d\). Например, для 36 пары таковы: \((1,36)\), \((2,18)\), \((3,12)\), \((4,9)\), \((6,6)\). Это помогает не пропустить или не повторить делители.

Микропроверка

Сколько положительных делителей имеет число \(84=2^2\cdot3\cdot7\)?

НОД, НОК и взаимная простота

Разложение особенно удобно для нахождения взаимно простых чисел, количества делителей и общих кратных. Для двух чисел выписывают простые множители и сравнивают показатели при каждом простом числе.

T
Правила для НОД и НОК

Чтобы найти НОД, берут общие простые множители с наименьшими показателями. Чтобы найти НОК, берут все простые множители, встречающиеся хотя бы в одном числе, с наибольшими показателями.

\[\operatorname{НОД}(a,b)=\prod p^{\min(\alpha,\beta)},\qquad \operatorname{НОК}(a,b)=\prod p^{\max(\alpha,\beta)}\]

Если общих простых множителей нет, то НОД равен 1, а числа называются взаимно простыми. Важно: взаимная простота не означает, что оба числа простые. Например, 8 и 15 взаимно просты, хотя оба составные.

\[a\text{ и }b\text{ взаимно просты}\Longleftrightarrow \operatorname{НОД}(a,b)=1\]

Для кратных чисел действует простой критерий: \(a\) кратно \(b\), если существует натуральное или целое число \(q\), такое что \(a=bq\). В разложении это означает, что каждый простой множитель \(b\) присутствует в \(a\) с не меньшим показателем.

\[b\mid a\Longleftrightarrow \text{для каждого простого }p:\ \nu_p(b)\le\nu_p(a)\]

Разобранный пример экзаменационного типа

№
Задача

Найдите наименьшее натуральное число, которое делится на 18 и 40, но не делится на 12.

Сначала найдём НОК чисел 18 и 40. Затем проверим дополнительное условие. Это типичный алгоритм задач на кратные и общие делители.

1
Разложим числа на простые множители.
\(\displaystyle 18=2\cdot3^2,\qquad 40=2^3\cdot5\)
2
Для НОК берём каждый простой множитель с наибольшим показателем.
\(\displaystyle \operatorname{НОК}(18,40)=2^3\cdot3^2\cdot5=360\)
3
Все числа, делящиеся и на 18, и на 40, являются кратными 360.
\(\displaystyle n=360k,\qquad k\in\mathbb N\)
4
Проверим первое такое число на делимость на 12.
\(\displaystyle 360=2^3\cdot3^2\cdot5,\qquad 12=2^2\cdot3\)
5
Так как в разложении 360 есть множители 2^2 и 3, число 360 делится на 12. Условие «не делится на 12» не выполняется.
\(\displaystyle 12\mid360\)
6
Любое следующее число имеет вид 360k и также делится на 12, потому что 360 уже делится на 12.
\(\displaystyle 12\mid360k\)

Следовательно, такого натурального числа не существует. Главное наблюдение: если НОК уже делится на запрещённое число, то все его кратные тоже будут на него делиться.

i
Как распознать невозможность

Если требуется число, кратное \(a\) и \(b\), но не кратное \(c\), сначала найдите \(L=\operatorname{НОК}(a,b)\). Если \(c\mid L\), то \(c\) делит любое число \(Lk\), и условие невыполнимо.

Ещё один полезный приём: произведение и НОД

Для натуральных чисел \(a\) и \(b\) произведение связано с НОД и НОК. Это позволяет быстро находить один показатель, если известны два других.

\[a\cdot b=\operatorname{НОД}(a,b)\cdot\operatorname{НОК}(a,b)\]

Например, если \(a=12\), \(b=18\), то \(\operatorname{НОД}(a,b)=6\), а \(\operatorname{НОК}(a,b)=36\). Проверка: \(12\cdot18=216\) и \(6\cdot36=216\).

!
Частые ошибки

1. Считают простым множителем число 1. Это неверно. 2. В формуле количества делителей используют показатели без прибавления единицы. 3. Для НОД берут наибольшие показатели, хотя нужно брать наименьшие; для НОК — наоборот. 4. При проверке взаимной простоты смотрят только на один общий множитель и забывают остальные. 5. Путают «делится на» и «кратно»: запись \(b\mid a\) означает, что \(a\) делится на \(b\).

Алгоритм решения задач

  1. Разложите все данные числа на простые множители.
  2. Соберите одинаковые простые множители и запишите степени.
  3. Для делителей перебирайте показатели от 0 до исходного показателя.
  4. Для НОД выбирайте минимальные показатели, для НОК — максимальные.
  5. Для взаимной простоты проверьте отсутствие общих простых множителей.
  6. После вычислений выполните обратную проверку: умножьте найденные множители или проверьте делимость.

В задачах, связанных с признаками делимости на 6 и 12, разложение помогает увидеть структуру числа, но быстрый признак иногда короче. При работе с большими степенями полезно также помнить правила нулевой степени: \(p^0=1\) для любого ненулевого \(p\).

Q
Быстрый тест по теме

Проверь себя

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · факторизация
Каково простое разложение числа 150?
Главное за минуту

Главное

  • Разложение на простые множители единственно и записывается как произведение простых степеней.
  • Делитель получается выбором показателей от 0 до соответствующих показателей исходного числа.
  • Количество делителей числа \(p_1^{\alpha_1}\cdots p_k^{\alpha_k}\) равно \((\alpha_1+1)\cdots(\alpha_k+1)\).
  • Для НОД берут минимальные показатели, для НОК — максимальные.
  • Числа взаимно просты тогда и только тогда, когда их НОД равен 1.
  • Если НОК нескольких чисел делится на некоторое число, то любое их общее кратное также делится на него.