Основная теорема арифметики

Теорема. Любое натуральное число больше либо является простым числом, либо может быть записано в виде произведения простых чисел, причем это произведение единственно с точностью до порядка сомножителей.

Доказательство теоремы разбивается на несколько лемм.

Следствие 1. Пусть Тогда равен произведению всех общих простых сомножителей с наименьшими степенями.

Следствие 2. Пусть Тогда равно произведению всех различных простых сомножителей с наибольшими степенями.

Следствие 3.

Пример 1. Пусть

Тогда

Пример 2. Если произведение двух взаимно простых сомножителей является квадратом, то каждый сомножитель является квадратом.

Доказательство. Пусть Так как и взаимно простые, то в их разложении участвуют различные простые сомножители. Тогда в произведении которое является квадратом, все простые сомножители различные и имеют четные показатели. □

Пример 3. Пусть

Тогда сумма всех делителей числа равна

Действительно, общий делитель числа имеет вид а сумма делителей равна

Далее по формуле суммы членов геометрической прогрессии получаем исходное выражение. □

Например,

Пример 4. Пусть Тогда число различных делителей числа равно

Действительно, число равно числу сомножителей в формуле

Пример 5.

1) Найти все числа, которые делятся на 42 и имеют ровно 42 различных делителя.

2) Найти все числа, которые делятся на 10 и имеют ровно 15 различных делителей.

Решение.

1) Так как то исходное число делится на и по Утв.13

Следовательно, может иметь только три различных простых сомножителя и степени которых могут быть равны или

Ответ:

2) Так как то исходное число делится на и по Утв.13

Следовательно, может иметь только два различных простых сомножителя и степени которых равны или Ответ:

Пример 6.

1) Натуральное число имет ровно 6 различных делителей, сумма которых равна 104.

Пример 7. Найти все пары натуральных чисел, наименьшее общее кратное которых равно а наибольший общий делитель равен

Решение. Пусть исходные числа. Так как простое число, а то по следствиям основной теоремы арифметики только число входит в разложение обоих чисел, а для чисел и возможны варианты:

Ответ:

Пример 8. Найдите натуральные числа разность которых равна 42, а НОК