۱۰۰ هزار تومان هدیهٔ ثبت‌نام، تا ۱ میلیونبا ثبت‌نام گردونهٔ هدیه را بچرخان: دست‌کم ۱۰۰٬۰۰۰ تومان و تا ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومان اعتبار هدیه، بدون کارت بانکیگردونهٔ هدیه۱ میلیون برای تو، ۱ میلیون برای دوستتدوستانت را دعوت کن: برای هر دوستی که فعال شود ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومان اعتبار هدیه می‌گیری و خودش هم ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومانجوایز
1xAi
ریاضی هشتم · فصل ۲

خلاصه درس فصل ۲ ریاضی هشتم؛ درسنامه و نکات مهم

«عددهای اول»، فصل ۲ کتاب ریاضی هشتم، صفحهٔ ۱۹ تا ۲۸، پایهٔ هشتم: ۲ درس، هر کدام با توضیح مفاهیم، مثال حل‌شده و نکات مهم.

این درسنامه را هوش مصنوعی 1xAi از روی صفحه‌های همان درس در کتاب درسی نوشته است (برچسب «تولید هوش مصنوعی»). کنار توضیح‌ها شمارهٔ صفحهٔ کتاب آمده تا با کتاب مقایسه کنی، و مثال حل‌شدهٔ هر درس یک بار دیگر جداگانه حل و بررسی شده؛ مثالی که درست درنیامده حذف شده است.

نمونه سوال این فصل با جواب

درس ۱ · صفحهٔ ۱۹ تا ۲۴ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

یادآوری عددهای اول

در این درس یاد می‌گیری عددهای اول و مرکب را تشخیص بدهی، عددها را به شمارنده‌های اول تجزیه کنی، نسبت به هم اول بودن را بررسی کنی و با غربال عددهای اول را پیدا کنی.

پیش از شروع

می‌خواهی 1919 دانش‌آموز را به گروه‌های هم‌اندازه تقسیم کنی؛ هر گروه بیش از یک نفر داشته باشد و بیش از یک گروه هم تشکیل شود. چرا این کار با 1919 نفر ممکن نیست، ولی با 1515 نفر ممکن است؟

برای 1515 نفر می‌توان 33 گروهِ 55 نفره ساخت. اما 1919 فقط بر یک و خودش بخش‌پذیر است؛ همین تفاوت، ما را به مفهوم عدد اول می‌رساند.

اول؛ فقط دو شمارنده

فرض کن تعدادی مهره داری و می‌خواهی آن‌ها را در ردیف‌های هم‌اندازه بچینی، بدون اینکه مهره‌ای اضافه بماند. تعداد مهره‌های هر ردیف، یک شمارنده از تعداد کل است؛ یعنی تعداد کل بر آن بخش‌پذیر است.

عدد اول دقیقاً دو شمارندهٔ طبیعی دارد: یک و خودش. مثلاً برای 77 مهره، فقط چیدمان‌های 1×71\times7 و 7×17\times1 ممکن‌اند. پس 77 اول است. برای 1212، چیدمان 3×43\times4 هم داریم؛ بنابراین اول نیست.

می‌توانیم عددهای غیراولِ بزرگ‌تر از یک را با نمودار درختی بشکنیم تا در انتهای شاخه‌ها فقط عددهای اول بمانند. مثلاً 12=2×612=2\times6 و 6=2×36=2\times3؛ پس 12=2×2×312=2\times2\times3. این کار تجزیه به شمارنده‌های اول نام دارد. وقتی به یک عدد اول رسیدی، دیگر آن شاخه را ادامه نده.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲۰

مرکب، یک و مضرب‌ها

اگر بتوانی عددی را به‌صورت ضرب دو عدد طبیعی بزرگ‌تر از یک بنویسی، آن عدد مرکب است. مثلاً 15=3×515=3\times5 نشان می‌دهد 1515 مرکب است. شرط بزرگ‌تر از یک مهم است؛ نوشتنِ 7=1×77=1\times7 دلیل مرکب بودن نیست.

عدد 11 فقط یک شمارندهٔ طبیعی دارد؛ پس نه اول است و نه مرکب. در دسته‌بندی عددهای طبیعیِ مثبت، باید برای آن جای جداگانه‌ای در نظر بگیریم.

حالا به مضرب‌ها نگاه کن: مضرب‌های مثبت 33 عبارت‌اند از 3،6،9،12،…3،6،9،12،\ldots. خود 33 اول است، اما هر مضرب بعدی، حاصل‌ضرب 33 در عددی بزرگ‌تر از یک است و مرکب می‌شود. در مقابل، همهٔ مضرب‌های مثبت یک عدد مرکب، مرکب‌اند؛ مثلاً هر بستهٔ چندتایی از گروه‌های 44تایی، تعدادی مرکب به ما می‌دهد. همچنین 22 تنها عدد اولِ زوج است؛ هر عدد زوج بزرگ‌تر از آن، شمارندهٔ 22 دارد.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲۱

نسبت به هم اول

«اول بودن» ویژگی یک عدد است، اما «نسبت به هم اول بودن» رابطهٔ دو عدد است. برای بررسی این رابطه، شمارنده‌های مشترکشان را پیدا می‌کنیم. اگر تنها شمارندهٔ مشترک، 11 باشد، ب.م.م آن‌ها 11 است و نسبت به هم اول‌اند.

مثلاً شمارنده‌های 88 عبارت‌اند از 1،2،4،81،2،4،8 و شمارنده‌های 99 عبارت‌اند از 1،3،91،3،9. فقط 11 مشترک است؛ پس این دو عدد با اینکه مرکب‌اند، نسبت به هم اول‌اند.

دو عدد اولِ متفاوت همیشه نسبت به هم اول‌اند. دو عدد طبیعی مثبتِ متوالی هم همین ویژگی را دارند؛ چون هر شمارندهٔ مشترکشان باید اختلاف آن‌ها، یعنی 11، را نیز بشمارد. اگر دو عدد نسبت به هم اول باشند، ک.م.م آن‌ها برابر حاصل‌ضربشان است. این نکته هنگام پیدا کردن مخرج مشترک کسرها هم به کارت می‌آید.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲۲

غربال؛ حذفِ غیراول‌ها

برای پیدا کردن چندین عدد اول، لازم نیست هر عدد را از ابتدا بررسی کنیم. می‌توانیم فهرست عددها را مثل یک صافی غربال کنیم: عددهای غیراول را کنار بگذاریم تا اول‌ها بمانند.

در فهرست 11 تا 5050، اول 11 را حذف کن؛ نه به این دلیل که مرکب است، بلکه چون اول نیست. سپس خود 22 را نگه دار و مضرب‌های مرکبش را خط بزن. همین کار را برای 33 انجام بده. لازم نیست مرحله‌ای جدا برای 44 داشته باشی؛ مضرب‌هایش قبلاً همراه مضرب‌های 22 حذف شده‌اند.

بعد سراغ 55 و 77 برو و فقط مضرب‌های مرکبشان را حذف کن. برای این فهرست، پس از این مراحل، عددهای باقی‌مانده اول‌اند. مراقب باش عدد اولی را که با آن غربال می‌کنی خط نزنی: مثلاً 55 می‌ماند، اما 2525 حذف می‌شود.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲۴

مثال حل‌شده

عددهای 1818 و 2525 را به شمارنده‌های اول تجزیه کن. آیا نسبت به هم اول‌اند؟ ب.م.م و ک.م.م آن‌ها را به دست آور.

  1. برای 1818 درخت تجزیه می‌سازیم: 18=2×918=2\times9 و 9=3×39=3\times3؛ بنابراین 18=2×3×318=2\times3\times3.

  2. عدد دیگر را هم تجزیه می‌کنیم: 25=5×525=5\times5. هر دو عدد مرکب‌اند، چون به ضرب دو عدد بزرگ‌تر از یک نوشته شدند.

  3. شمارنده‌های اولِ 1818، عددهای 22 و 33 هستند و تنها شمارندهٔ اولِ 2525، عدد 55 است؛ هیچ شمارندهٔ اول مشترکی ندارند.

  4. پس تنها شمارندهٔ مشترک آن‌ها 11 است؛ ب.م.م برابر 11 می‌شود و دو عدد نسبت به هم اول‌اند.

  5. چون نسبت به هم اول‌اند، ک.م.م برابر حاصل‌ضرب آن‌هاست: 18×25=45018\times25=450.

جواب: هر دو عدد مرکب‌اند، اما نسبت به هم اول‌اند؛ ب.م.م آن‌ها 11 و ک.م.م آن‌ها 450450 است.

نکات مهم

  • عدد اول دقیقاً دو شمارندهٔ طبیعی دارد، عدد مرکب حاصل‌ضرب دو عدد طبیعی بزرگ‌تر از یک است و 11 هیچ‌کدام نیست.
  • دو عدد با ب.م.م برابر 11 نسبت به هم اول‌اند و ک.م.م آن‌ها از ضربشان به دست می‌آید.
  • در غربال، خود عددهای اول را نگه می‌داریم و مضرب‌های مرکبشان را حذف می‌کنیم.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۲ · صفحهٔ ۲۴ تا ۲۸ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

تعیین عددهای اول

در این درس یاد می‌گیری عددهای اول را با غربال پیدا کنی، اول یا مرکب بودن یک عدد را با تقسیم‌های لازم تشخیص بدهی و این مهارت‌ها را به تجزیه و نسبت به هم اول بودن پیوند بدهی.

پیش از شروع

برای فهمیدن اینکه 4747 اول است، واقعاً باید آن را بر همهٔ عددهای کوچک‌تر از خودش تقسیم کنیم؟ چطور می‌شود با فقط سه بررسی تصمیم گرفت؟

کافی است بخش‌پذیری آن را بر 22، 33 و 55 بررسی کنیم. چون 72=49>477^2=49>47، دیگر نیازی به بررسی عدد اول بعدی نیست؛ در این درس دلیل این میان‌بُر را پیدا می‌کنی.

غربال؛ حذف دسته‌جمعی

فرض کن می‌خواهیم از میان یک فهرست عدد، فقط عددهای اول را نگه داریم. به‌جای آزمایش جداگانهٔ همهٔ عددها، می‌توانیم عددهای نامناسب را دسته‌دسته کنار بگذاریم؛ درست مثل الک کردن.

اول، 11 را خط می‌زنیم، چون فقط یک شمارندهٔ مثبت دارد و اول نیست؛ البته مرکب هم نیست. بعد 22 را نگه می‌داریم و مضرب‌های بزرگ‌تر از خودش را حذف می‌کنیم. این مضرب‌ها علاوه بر 11 و خودشان، شمارندهٔ دیگری هم دارند؛ پس مرکب‌اند.

سپس همین کار را برای 33 انجام می‌دهیم. لازم نیست مرحله‌ای جدا برای 44 داشته باشیم، چون هر مضرب آن، مضرب 22 هم هست و قبلاً حذف شده است. نکتهٔ مهم: خودِ عدد اول را خط نمی‌زنیم، فقط مضرب‌های مرکبش را حذف می‌کنیم.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲۴

کِی غربال را متوقف کنیم؟

در هر مرحله سراغ کوچک‌ترین عددِ خط‌نخوردهٔ بعدی می‌رویم. برای یک عدد اول مثل pp، نخستین مضربی که تازه حذف می‌شود، p2p^2 است؛ چون مضرب‌های کوچک‌ترش به کمک عددهای اول قبلی حذف شده‌اند. مثلاً در مرحلهٔ 55، عددهای 1010، 1515 و 2020 قبلاً خط خورده‌اند و اولین حذف تازه 2525 است.

حالا شرط توقف روشن می‌شود: اگر مربع عدد اول بعدی از انتهای فهرست بزرگ‌تر باشد، کار تمام است. برای فهرست تا 5050، مرحلهٔ 77 لازم است، چون 72=497^2=49 در فهرست است؛ اما مرحلهٔ 1111 لازم نیست، چون 112=121>5011^2=121>50.

نمودار کتاب را هم همین‌طور بخوان: انتخاب عدد خط‌نخورده، بررسی مربع، حذف مضرب‌ها و بازگشت؛ یا اعلام پایان. عددهای باقی‌مانده اول‌اند.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲۵

آزمایش یک عدد

برای بررسی فقط یک عدد مثل nn، نیازی به نوشتن کل فهرست نیست. کافی است آن را بر عددهای اولی تقسیم کنیم که مربعشان از nn بیشتر نیست. اگر حتی یک تقسیم بدون باقی‌مانده باشد، عدد مرکب است؛ اگر هیچ‌کدام نباشد، عددِ بزرگ‌تر از یک، اول است.

چرا این روش کافی است؟ اگر عددی مرکب باشد، می‌توان آن را به صورت حاصل‌ضرب دو عدد بزرگ‌تر از یک نوشت. این دو عامل نمی‌توانند هر دو از n\sqrt{n} بزرگ‌تر باشند؛ وگرنه حاصل‌ضربشان از nn بیشتر می‌شود. پس یک عامل کوچک و در نتیجه یک شمارندهٔ اولِ کوچک دارد.

لازم نیست جذر را دقیق حساب کنی؛ مقایسهٔ مربع عددهای اول کافی است. مرز را هم فراموش نکن: اگر p2=np^2=n باشد، تقسیم بر pp هنوز لازم است.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲۶

پیوند با مهارت‌های فصل

حالا ابزارهای فصل را به هم وصل کنیم. عدد مرکب را می‌توان با نمودار درختی به عامل‌های کوچک‌تر شکست تا همهٔ عامل‌ها اول شوند. این تجزیه نشان می‌دهد عدد از چه «قطعه‌های اولی» ساخته شده است؛ مثلاً 36=22×3236=2^2\times3^2. چنین نوشتنی در کار با توان‌ها به درد می‌خورد.

«نسبت به هم اول» را با «اول بودن» اشتباه نگیر. برای اول بودن، شمارنده‌های یک عدد را بررسی می‌کنیم؛ برای نسبت به هم اول بودن، شمارنده‌های مشترک دو عدد را. اگر تنها شمارندهٔ مشترکشان 11 باشد، نسبت به هم اول‌اند، حتی اگر هر دو مرکب باشند.

تجزیه کمک می‌کند اشتراک را سریع ببینی: 12=22×312=2^2\times3 و 20=22×520=2^2\times5 عامل اول مشترک 22 دارند؛ بنابراین نسبت به هم اول نیستند.

کتاب درسی، صفحهٔ ۲۸

مثال حل‌شده

مشخص کن عدد 143143 اول است یا مرکب؛ فقط تقسیم‌های لازم را بررسی کن.

  1. مرز بررسی را پیدا می‌کنیم: 112=121<143<169=13211^2=121<143<169=13^2؛ پس باید عددهای اول 2،3،5،7،112،3،5،7،11 را بررسی کنیم.

  2. عدد زوج نیست، پس بر 22 بخش‌پذیر نیست. مجموع رقم‌هایش 1+4+3=81+4+3=8 است، پس بر 33 هم بخش‌پذیر نیست.

  3. رقم یکان آن نه صفر است و نه پنج؛ بنابراین بر 55 بخش‌پذیر نیست.

  4. برای 77 داریم: 143=7×20+3143=7\times20+3؛ پس این تقسیم باقی‌مانده دارد.

  5. برای 1111 داریم: 143=11×13143=11\times13؛ یک شمارنده غیر از 11 و خودش پیدا کردیم، پس عدد مرکب است.

جواب: عدد 143143 مرکب است، زیرا 143=11×13143=11\times13.

نکات مهم

  • در غربال، ابتدا 11 و سپس مضرب‌های مرکب عددهای اول را حذف می‌کنیم، نه خودِ عددهای اول را.
  • برای بررسی عددِ n>1n>1، آزمایش عددهای اولی کافی است که مربعشان کوچک‌تر یا مساوی nn باشد.
  • تجزیه به عامل‌های اول هم در کار با توان‌ها کاربرد دارد و هم به تشخیص نسبت به هم اول بودن دو عدد کمک می‌کند.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

حالا خودت را بسنج: نمونه سوال این فصل با جواب (فصل ۲ ریاضی هشتم)

درس‌های فصل ۲ را تعاملی بخوان

در پنل یادگیری 1xAi هر کدام از این درس‌ها قدم به قدم پیش می‌رود: بعد از هر بخش یک سوال کوتاه، بعد مثال حل‌شده و در پایان برگهٔ خروج. جوابت ثبت می‌شود و سوال‌های هر درس در روزهای بعد برای مرور برمی‌گردند. درس‌های تعاملی رایگان‌اند؛ فقط تصحیح پاسخ کوتاه سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

فصل ۲ ریاضی هشتم · رایگان