‹ 教材一覧に戻る
数学A
整数の性質 (約数・倍数・素因数分解)
最終確認日:
この章で学ぶこと
新課程 (平成 30 年告示) での扱い: 「整数の性質」 は 「数学と人間の活動」 に統合・選択制 となり、 必履修ではなくなりました。 しかし大学入試 (特に国公立二次・難関私大) では引き続き出題されるため、 入試を視野に入れるなら 発展内容としての学習が推奨 されます。
確率から一転、 整数の世界へ入ります。 高校数学 A の 整数の性質 は、 中学の 「倍数・約数」 を整理し直し、 大学入試や競技数学につながる 「整数論」 の入口となります。
- 約数・倍数 の定義と性質を整理する
- 倍数判定法 (3、 4、 8、 9 の倍数) を使いこなす
- 素数 と 素因数分解 を確認する
- 素因数分解から 約数の個数・約数の和 を求める
- 最大公約数 (gcd) と 最小公倍数 (lcm) を計算する
ポイント: 整数問題の多くは 素因数分解から始まる。 「素因数が何個ずつどのように含まれているか」 を把握するのが鍵。
1. 約数と倍数
定義
整数 () について、 ある整数 が存在して と表せるとき、 「 は の 約数」、 「 は の 倍数」 と言います。
例: なので 3 は 12 の約数、 12 は 3 の倍数。
基本性質
- 1 はすべての整数の約数
- 任意の整数 に対し は 自身の約数・倍数
- (= は を割る) と なら
- なら任意の整数 について
2. 倍数判定法
主な倍数判定
| 数 | 判定法 |
|---|---|
| 2 | 一の位が偶数 (0, 2, 4, 6, 8) |
| 3 | 各位の数字の和が 3 の倍数 |
| 4 | 下 2 桁が 4 の倍数 |
| 5 | 一の位が 0 か 5 |
| 6 | 2 の倍数かつ 3 の倍数 |
| 8 | 下 3 桁が 8 の倍数 |
| 9 | 各位の数字の和が 9 の倍数 |
| 11 | 各位を交互に符号を変えて足した値が 11 の倍数 |
例題 1: 倍数判定
12345678 はどの数の倍数か。
- 一の位は 8 → 2 の倍数。 ただし 下 2 桁 78 は 4 の倍数ではない (78 = 4·19 + 2) ので 4 の倍数ではない。 正しくは 2 の倍数だけ。
- 各位の和: 。 これは 9 の倍数 → 9 の倍数 (したがって 3 の倍数でもある)。
3. 素数と素因数分解
素数の定義
素数とは 1 とその数自身以外に約数を持たない 2 以上の自然数 を言います。 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, ... が素数の例。
注: 1 は素数ではありません。
素因数分解
任意の 2 以上の自然数は素数の積として ただ一通り に表せます (素因数分解の一意性)。
例: 、 、 、 。
分解の仕方
小さい素数から順に割り続けます。
。 したがって 。
4. 約数の個数と和
約数の個数
と素因数分解されるとき、 約数の個数は
約数の総和
各等比数列の和の公式 を使うと計算が楽。
例題 2: 180 の約数
。
- 個数: 個
- 総和:
例題 3: 12 の約数
。 個数は 個 (= )。 総和は 。
5. 最大公約数と最小公倍数
定義
- 最大公約数 : と の共通な約数の中で最も大きいもの
- 最小公倍数 : と の共通な倍数の中で最も小さいもの
素因数分解で求める
、 と同じ素数を共通に並べたとき
例題 4: gcd と lcm
、 。
- 検算: ○
公式
6. 章末まとめ
| 概念 | 内容 |
|---|---|
| 倍数判定 | 3, 9 は桁の和、 4 は下 2 桁、 8 は下 3 桁 |
| 素因数分解 | 一意性が保証される |
| 約数個数 | |
| 約数総和 | |
| gcd, lcm | 素因数の 、 |
次の章では: 大きな数の を効率よく求める ユークリッドの互除法 を学びます。 不定方程式への重要な道具となります。
この教材は役に立ちましたか?