NWD i NWW – obliczanie oraz zastosowania
Matematyka · autor: poziomka
Zestaw wyjaśnia, czym są największy wspólny dzielnik i najmniejsza wspólna wielokrotność. Zawiera metody obliczania przez rozkład na czynniki pierwsze i algorytm Euklidesa, a także zadania praktyczne typowe dla szkoły średniej.
1.Największy wspólny dzielnik (NWD)
Największa dodatnia liczba naturalna, która dzieli bez reszty każdą z rozważanych liczb. Zapis: .
2.Najmniejsza wspólna wielokrotność (NWW)
Najmniejsza dodatnia liczba naturalna, która jest wielokrotnością każdej z rozważanych liczb. Zapis: .
3.Dzielnik liczby
Liczba naturalna , która dzieli liczbę bez reszty. Zapis oznacza, że istnieje liczba całkowita taka, że .
4.Wielokrotność liczby
Liczba postaci , gdzie jest liczbą całkowitą. Na przykład jest wielokrotnością , ponieważ .
5.Liczby względnie pierwsze
Dwie liczby naturalne są względnie pierwsze, gdy ich NWD jest równy . Nie muszą przy tym same być liczbami pierwszymi.
6.Liczba pierwsza
Liczba naturalna większa od , mająca dokładnie dwa dodatnie dzielniki: oraz samą siebie.
7.Rozkład na czynniki pierwsze
Przedstawienie liczby jako iloczynu liczb pierwszych, na przykład . Dla liczby większej od taki rozkład jest jednoznaczny z dokładnością do kolejności czynników.
8.NWD z rozkładu na czynniki pierwsze
Wybieramy tylko wspólne czynniki pierwsze, każdy w najmniejszej potędze występującej w rozkładach danych liczb, a następnie je mnożymy.
9.NWW z rozkładu na czynniki pierwsze
Bierzemy wszystkie czynniki pierwsze występujące w rozkładach, każdy w największej potrzebnej potędze, a następnie je mnożymy.
10.Przykład obliczania NWD
Dla oraz mamy .
11.Przykład obliczania NWW
Dla oraz mamy .
12.Zależność między NWD i NWW
Dla dodatnich liczb naturalnych zachodzi wzór .
13.Wyznaczanie NWW ze wzoru
Dla dodatnich liczb naturalnych można obliczyć .
14.Algorytm Euklidesa
Metoda wyznaczania NWD oparta na kolejnym dzieleniu z resztą. Jeżeli , to .
15.Ostatnia niezerowa reszta
W algorytmie Euklidesa ostatnia reszta różna od zera jest szukanym NWD.
16.NWD liczby z nią samą
Dla każdej dodatniej liczby naturalnej zachodzi .
17.NWW liczby z nią samą
Dla każdej dodatniej liczby naturalnej zachodzi .
18.NWD liczb względnie pierwszych
Jeśli liczby i są względnie pierwsze, to .
19.NWW liczb względnie pierwszych
Jeśli dodatnie liczby i są względnie pierwsze, to .
20.Zastosowanie NWD w zadaniach tekstowych
NWD stosuje się, gdy trzeba podzielić przedmioty na największe możliwe jednakowe grupy bez reszty albo wyciąć najdłuższe równe odcinki.
21.Zastosowanie NWW w zadaniach tekstowych
NWW stosuje się przy okresowo powtarzających się zdarzeniach, aby ustalić, po jakim najmniejszym czasie wystąpią ponownie jednocześnie.
22.Skracanie ułamków zwykłych
Aby maksymalnie skrócić ułamek , dzieli się licznik i mianownik przez .
23.Sprowadzanie ułamków do wspólnego mianownika
Najwygodniejszym wspólnym mianownikiem ułamków o mianownikach i jest zwykle .
24.NWD wielu liczb
NWD kilku liczb można obliczać kolejno, na przykład .
25.NWW wielu liczb
NWW kilku liczb można obliczać kolejno, na przykład .
Notatka
Znaczenie NWD i NWW
NWD i NWW są pojęciami dotyczącymi liczb naturalnych dodatnich. Największy wspólny dzielnik liczb i to największa liczba dodatnia, która dzieli jednocześnie oraz . Zapisujemy go jako .
Najmniejsza wspólna wielokrotność to z kolei najmniejsza dodatnia liczba, która dzieli się bez reszty przez obie liczby. Jej zapis to . Wielokrotności liczby mają postać , gdzie jest liczbą całkowitą dodatnią.
Zapamiętaj
NWD służy do szukania największego wspólnego podziału, a NWW – najmniejszego wspólnego momentu lub wspólnego mianownika.
Rozkład na czynniki pierwsze
Najczęstszą metodą obliczania obu wartości jest rozkład na czynniki pierwsze. Liczbę zapisujemy jako iloczyn liczb pierwszych, na przykład .
Przy wyznaczaniu NWD wybieramy wyłącznie te czynniki pierwsze, które występują w każdym rozkładzie. Jeśli czynnik pojawia się z różnymi wykładnikami, przyjmujemy mniejszy wykładnik.
Przy wyznaczaniu NWW uwzględniamy wszystkie czynniki pierwsze występujące w rozkładach. Dla każdego z nich wybieramy największy potrzebny wykładnik.
Przykład
Dla i mamy oraz .
Liczby względnie pierwsze i szczególne przypadki
Liczby są względnie pierwsze, gdy ich jedynym wspólnym dodatnim dzielnikiem jest . Oznacza to, że . Nie znaczy to, że obie liczby muszą być pierwsze: na przykład i są względnie pierwsze.
Jeżeli liczby dodatnie są względnie pierwsze, ich NWW jest po prostu ich iloczynem: . Dla tej samej liczby zachodzą zależności i .
Ważne
Liczby pierwsze i liczby względnie pierwsze to nie to samo: liczby złożone oraz są względnie pierwsze.
Zależność NWD i NWW
Dla dodatnich liczb naturalnych bardzo użyteczny jest wzór . Pozwala on wyznaczyć jedną wartość, gdy znamy drugą.
Po przekształceniu otrzymujemy . Wzór jest szczególnie wygodny, gdy NWD łatwo odczytać z zadania albo wyznaczyć algorytmem Euklidesa.
Dla większej liczby liczb obliczenia można wykonywać kolejno: . Analogicznie postępuje się z NWW.
Algorytm Euklidesa
Algorytm Euklidesa pozwala sprawnie obliczać NWD dużych liczb bez pełnego rozkładu na czynniki pierwsze. Dzielimy większą liczbę przez mniejszą i zastępujemy parę liczb przez dzielnik oraz otrzymaną resztę. Jeśli , to .
Czynność powtarzamy, aż reszta będzie równa . Ostatnia niezerowa reszta jest wartością NWD.
Na przykład: , a następnie . Ponieważ w drugim dzieleniu reszta wynosi , otrzymujemy .
Zastosowania w zadaniach
Wybór między NWD i NWW zależy od sensu zadania. NWD stosujemy przy dzieleniu elementów na największe możliwe równe grupy, cięciu materiału na najdłuższe jednakowe fragmenty albo maksymalnym skracaniu ułamka. Ułamek skracamy przez .
NWW wykorzystujemy przy zdarzeniach powtarzających się w stałych odstępach, na przykład przy sygnałach uruchamianych co określony czas. Jest także naturalnym wyborem przy szukaniu najmniejszego wspólnego mianownika ułamków.
Jeżeli dwa zdarzenia zachodzą co i co minut, wspólnie powtórzą się po minutach. W zadaniach tekstowych warto najpierw rozpoznać, czy chodzi o największy wspólny podział, czy o najmniejsze wspólne powtórzenie.
Quizy w tym zestawie
24 pytań w 3 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu
