Взаимно простые числа

Поделись знанием:
(перенаправлено с «Взаимная простота»)
Перейти к: навигация, поиск

Целые числа называются взаимно простыми, если они не имеют никаких общих делителей, кроме ±1.

Примеры:

  • 14 и 25 взаимно просты — у них нет общих делителей.
  • 15 и 25 не взаимно просты (у них имеется общий делитель 5).
  • 6, 8, 9 взаимно просты — у них нет делителей, общих для всех трёх чисел.

Наглядное представление: если на плоскости построить «лес», установив на точки с целыми координатами «деревья» нулевой толщины, то из начала координат видны только деревья, координаты которых взаимно просты, см. рисунок справа как пример видимости «дерева» с координатами (9, 4).





Обозначения

Для указания взаимной простоты чисел <math>m</math> и <math>n</math> используется обозначение[1]:

<math>m \perp n.</math>
Подобно тому, как перпендикулярные прямые не имеют общего направления, так и перпендикулярные числа не имеют общих сомножителей.[1]

Однако не все математики признают и используют это обозначение. Чаще всего используется словесная формулировка или эквивалентная запись <math>(a, b)=1</math>, что означает: «наибольший общий делитель чисел a и b равен 1».

Связанные определения

  • Если в наборе чисел любые два взаимно просты, то такие числа называются попарно взаимно простыми. Для двух чисел понятия «взаимно простые» и «попарно взаимно простые» совпадают.

Примеры

  • 8, 15 — не простые, но взаимно простые.
  • 6, 8, 9 — взаимно простые числа, но не попарно взаимно простые.
  • 8, 15, 49 — попарно взаимно простые.

Свойства

  • Числа <math>a</math> и <math>b</math> взаимно просты тогда и только тогда, когда выполняется одно из эквивалентных условий:
  • Любые два (различных) простых числа взаимно просты.
  • Если <math>a</math> — делитель произведения <math>bc</math>, и <math>a</math> взаимно просто с <math>b</math>, то <math>a</math> — делитель <math>c</math>.
  • Если числа <math>a_1, \ldots , a_n</math> — попарно взаимно простые числа, то НОК<math>(a_1, \ldots , a_n) = |a_1 \cdot \ldots \cdot a_n|</math>. Например, НОК <math>(9, 11) = 9 \cdot 11 = 99</math>.
  • Вероятность того, что любые <math>k</math> случайным образом выбранных положительных целых чисел будут взаимно просты, равна <math>\dfrac{1} {\zeta(k)}</math>, в том смысле, что при <math>N\to\infty</math> вероятность того, что <math>k</math> положительных целых чисел, меньших, чем <math>{\textstyle{N}}</math> (и выбранных случайным образом) будут взаимно простыми, стремится к <math>\dfrac{1} {\zeta(k)}</math>. Здесь <math>\zeta(k)</math> это Дзета-функция Римана.
  • Дробь является несократимой тогда и только тогда, когда числитель и знаменатель взаимно просты.

Обобщения

Понятия простого числа и взаимно простых чисел естественно обобщаются на произвольные коммутативные кольца, например, на кольцо многочленов или гауссовы целые числа. Обобщением понятия простого числа является «неприводимый элемент». Два элемента кольца называются взаимно простыми, если они не имеют никаких общих делителей, кроме делителей единицы. При этом аналог основной теоремы арифметики выполняется не во всех, а только в факториальных кольцах.

Применение

Обычно число зубьев на звёздочках и число звеньев цепи в цепной передаче стремятся делать взаимно простыми, что обеспечивает равномерность износа: каждый зуб звёздочки будет поочерёдно работать со всеми звеньями цепи.

См. также

Напишите отзыв о статье "Взаимно простые числа"

Примечания

  1. 1 2 Р. Грэхем, Д. Кнут, О. Паташник. Конкретная математика. — М.: «Мир», 1998. — С. 139. — 703 с. — ISBN 5-03-001793-3.

Ссылки

  • [virlib.eunnet.net/books/numbers/text/3.html Как часто встречаются пары взаимно простых чисел?]
  • [habrahabr.ru/sandbox/68846/ Фракталы во взаимно простых числах]

Отрывок, характеризующий Взаимно простые числа

– Нет, князь. Полк наш выступил. А я числюсь. При чем я числюсь, папа? – обратился Анатоль со смехом к отцу.
– Славно служит, славно. При чем я числюсь! Ха ха ха! – засмеялся князь Николай Андреевич.
И Анатоль засмеялся еще громче. Вдруг князь Николай Андреевич нахмурился.
– Ну, ступай, – сказал он Анатолю.
Анатоль с улыбкой подошел опять к дамам.
– Ведь ты их там за границей воспитывал, князь Василий? А? – обратился старый князь к князю Василью.
– Я делал, что мог; и я вам скажу, что тамошнее воспитание гораздо лучше нашего.
– Да, нынче всё другое, всё по новому. Молодец малый! молодец! Ну, пойдем ко мне.
Он взял князя Василья под руку и повел в кабинет.
Князь Василий, оставшись один на один с князем, тотчас же объявил ему о своем желании и надеждах.
– Что ж ты думаешь, – сердито сказал старый князь, – что я ее держу, не могу расстаться? Вообразят себе! – проговорил он сердито. – Мне хоть завтра! Только скажу тебе, что я своего зятя знать хочу лучше. Ты знаешь мои правила: всё открыто! Я завтра при тебе спрошу: хочет она, тогда пусть он поживет. Пускай поживет, я посмотрю. – Князь фыркнул.
– Пускай выходит, мне всё равно, – закричал он тем пронзительным голосом, которым он кричал при прощаньи с сыном.
– Я вам прямо скажу, – сказал князь Василий тоном хитрого человека, убедившегося в ненужности хитрить перед проницательностью собеседника. – Вы ведь насквозь людей видите. Анатоль не гений, но честный, добрый малый, прекрасный сын и родной.
– Ну, ну, хорошо, увидим.
Как оно всегда бывает для одиноких женщин, долго проживших без мужского общества, при появлении Анатоля все три женщины в доме князя Николая Андреевича одинаково почувствовали, что жизнь их была не жизнью до этого времени. Сила мыслить, чувствовать, наблюдать мгновенно удесятерилась во всех их, и как будто до сих пор происходившая во мраке, их жизнь вдруг осветилась новым, полным значения светом.
Княжна Марья вовсе не думала и не помнила о своем лице и прическе. Красивое, открытое лицо человека, который, может быть, будет ее мужем, поглощало всё ее внимание. Он ей казался добр, храбр, решителен, мужествен и великодушен. Она была убеждена в этом. Тысячи мечтаний о будущей семейной жизни беспрестанно возникали в ее воображении. Она отгоняла и старалась скрыть их.
«Но не слишком ли я холодна с ним? – думала княжна Марья. – Я стараюсь сдерживать себя, потому что в глубине души чувствую себя к нему уже слишком близкою; но ведь он не знает всего того, что я о нем думаю, и может вообразить себе, что он мне неприятен».
И княжна Марья старалась и не умела быть любезной с новым гостем. «La pauvre fille! Elle est diablement laide», [Бедная девушка, она дьявольски дурна собою,] думал про нее Анатоль.
M lle Bourienne, взведенная тоже приездом Анатоля на высокую степень возбуждения, думала в другом роде. Конечно, красивая молодая девушка без определенного положения в свете, без родных и друзей и даже родины не думала посвятить свою жизнь услугам князю Николаю Андреевичу, чтению ему книг и дружбе к княжне Марье. M lle Bourienne давно ждала того русского князя, который сразу сумеет оценить ее превосходство над русскими, дурными, дурно одетыми, неловкими княжнами, влюбится в нее и увезет ее; и вот этот русский князь, наконец, приехал. У m lle Bourienne была история, слышанная ею от тетки, доконченная ею самой, которую она любила повторять в своем воображении. Это была история о том, как соблазненной девушке представлялась ее бедная мать, sa pauvre mere, и упрекала ее за то, что она без брака отдалась мужчине. M lle Bourienne часто трогалась до слез, в воображении своем рассказывая ему , соблазнителю, эту историю. Теперь этот он , настоящий русский князь, явился. Он увезет ее, потом явится ma pauvre mere, и он женится на ней. Так складывалась в голове m lle Bourienne вся ее будущая история, в самое то время как она разговаривала с ним о Париже. Не расчеты руководили m lle Bourienne (она даже ни минуты не обдумывала того, что ей делать), но всё это уже давно было готово в ней и теперь только сгруппировалось около появившегося Анатоля, которому она желала и старалась, как можно больше, нравиться.