素数と 素因数分解とは
約数が「」と「その数自身」の2つしかない整数のことを「素数(そすう)」と言います。例えば、、、、、 などが素数です。なお、「」は素数には入れないという特別なきまりがあります。そして、どんな整数も、この素数だけのかけ算の形に分けることができます。これを「素因数分解(そいんすうぶんかい)」と言います。前のステージで習った「すだれ算」を使うと、簡単に見つけることができます。
計算の ルール
1. 素数の見つけ方
約数を書き出して、「」と「その数自身」の2つだけしかないかを確かめます。
2. 素因数分解(すだれ算)のやり方
①分けたい数を書いて、すだれ算の線を引きます。
②一番小さな素数(、、、 など)でわり切れる数を探し、左側に書いて割ります。
③商(答え)を下に書きます。
④下の商が「素数」になるまで、②と③を繰り返します。
⑤左側に並んだ素数と、一番下の素数をすべて「(かける)」でつなぎます。
例題
問1
1から 10までの 数の 中で、素数を すべて 書きましょう。
問2
12を、素数だけの かけ算の 形で 表しましょう。
解説
問1
は素数にならないので、 から順に約数があるか考えていきましょう。、、、 のようなぐう数は全て が約数になるので、素数になりません。残った 、、、、 の中で だけは が約数になり素数になりません。つまり、答えは 、、、 になります。
答え:2、3、5、7
問2
すだれ算をして から順に割っていくと、 で2回割れて12は になります。 も素数なので、12は と素数だけのかけ算で表せます。
答え:
練習問題
問1
15は 素数ですか。理由も いっしょに 答えましょう。
問2
24を 素数だけの かけ算の 形で 表しましょう。
問3
42を 素数だけの かけ算の 形で 表しましょう。
応用問題
問1
24と 36を それぞれ 素数だけの かけ算の 形で 表して みましょう。そして、2つの 数に 共通(きょうつう)して 使われている 素数を すべて 書きましょう。
問2
素数と 素数を かけ算すると、答えは 素数に なりますか。理由も いっしょに 説明しましょう。(例: などを 考えて みましょう)
問3
1から 100までの 数の 中で、一番 大きい 素数は いくつですか。
解答と解説
練習問題
問1
15を から順に割り切れるかを考えていくと、 で割り切れて商は になります。 と も15の約数になるので、15は素数になりません。
答え:3が約数になるので、素数ではない
問2
すだれ算をして から順に割っていくと、 で3回割れて24は になります。 も素数なので、24は と素数だけのかけ算で表せます。
答え:
問3
すだれ算をして から順に割っていくと、 で1回、 で1回割れて42は になります。 も素数なので、42は と素数だけのかけ算で表せます。
答え:
応用問題
問1
24についてすだれ算をして から順に割っていくと、 で3回割れて24は になります。 も素数なので、24は と素数だけのかけ算で表せます。
36についてすだれ算をして から順に割っていくと、 で2回、 で1回割れて36は になります。 も素数なので、36は と素数だけのかけ算で表せます。
24と36の素因数分解の結果を見比べると、 と が共通しています。
答え:、、共通する素数は 2、3
問2
素数は とその数自身しか約数がない数です。しかし、素数同士をかけた場合、かけ算をした素数が約数になるので、素数になりません。
答え:かけ算をした素数が約数になるので素数にならない
問3
一番大きい素数を探すので、100から順に調べていきましょう。100と98はぐう数なので が約数になり、99は が約数になるため、どれも素数ではありません。
次に97を調べます。、、、 のどれでも割り切れません。ここで、約数は「」のようにペアで見つかることを思い出しましょう。 なので、もし97に と97以外の約数があるなら、そのうち小さい方は必ず より小さい数になります。 より小さい素数(、、、)でどれも割り切れなかったので、97の約数は と97だけだと分かります。つまり97は素数です。
答え:97
