Корице уџбеника

I.14. Најмањи заједнички садржалац

Изабери решење задатка:

Задатак 6

Кратко решење

а)

Интервали: 2, 4, 6 \[ \begin{array}{lll|l} 2 & 4 & 6 & 2 \\ 1 & 2 & 3 & 2 \\ 1 & 1 & 3 & 3 \\ 1 & 1 & 1 & \\ \end{array} \] \[ \text{НЗС}(2, 4, 6) = 2 \cdot 2 \cdot 3 = 12 \] Дани сусрета (сваког 12. дана почевши од 1. јуна): 1. јун \[ 1 + 12 = 13.\text{ јун} \] \[ 13 + 12 = 25.\text{ јун} \] \[ 25 + 12 = 37 \rightarrow 37 - 30 = 7.\text{ јул} \] \[ 7 + 12 = 19.\text{ јул} \] \[ 19 + 12 = 31.\text{ јул} \] \[ 31 + 12 = 43 \rightarrow 43 - 31 = 12.\text{ август} \] \[ 12 + 12 = 24.\text{ август} \]

б)

Бродови стижу: \( 1 + \text{паран број} = \text{непаран дан по реду} \). Дани по реду за одговарајуће месеце: Јун: \( 0 + \text{датум} \). За непаран дан по реду, датум је непаран. Празни су парни датуми. Јул: \( 30 + \text{датум} \). За непаран дан по реду, датум је непаран. Празни су парни датуми. Август: \( 30 + 31 + \text{датум} = 61 + \text{датум} \). Да би збир био непаран, датум мора бити паран. Празни су непарни датуми. Дани када не стиже ни један брод: Јун: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30. Јул: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30. Август: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31.

Детаљно решење

Да бисмо решили овај задатак, користићемо концепт најмањег заједничког садржаоца (НЗС). Бродови стижу у интервалима од 2, 4 и 6 дана.

а) Дани када ће сви бродови заједно стићи у луку

1. Одређивање НЗС за интервале доласка

Сви бродови ће се поново срести у луку након броја дана који је дељив са 2, 4 и 6. Први такав дан је најмањи заједнички садржалац ових бројева. \[ \begin{array}{lll|l} 2 & 4 & 6 & 2 \\ 1 & 2 & 3 & 2 \\ 1 & 1 & 3 & 3 \\ 1 & 1 & 1 & \\ \end{array} \] \[ \text{НЗС}(2, 4, 6) = 2 \cdot 2 \cdot 3 = 12 \] Дакле, сви бродови се заједно срећу сваког 12. дана.

2. Израчунавање датума сусрета

Сви бродови су заједно били у луци 1. јуна. Следећи сусрети су:
  • 1. јун + 12 дана = 13. јун
  • 13. јун + 12 дана = 25. јун
  • 25. јун + 12 дана: Јун има 30 дана. До краја јуна је 5 дана, па остаје још 7 дана јула. То је 7. јул.
  • 7. јул + 12 дана = 19. јул
  • 19. јул + 12 дана = 31. јул
  • 31. јул + 12 дана: Јул има 31 дан, па тачно прелазимо у 12. август.
  • 12. август + 12 дана = 24. август
Следећи сусрет би био у септембру, што је ван задатог оквира (ред вожње важи до 31. августа).

б) Дани када у луку не стиже ни један брод

1. Анализа долазака

Ако 1. јун посматрамо као 1. дан, бродови стижу након парног броја дана (2, 4 или 6 дана). Када на 1 (непаран број) додамо паран број, увек добијамо непаран број. Дакле, бродови у луку улазе искључиво непарним данима од почетка посматрања (1., 3., 5., 7. дан итд.).

2. Претварање дана у датуме

Сада морамо пажљиво претворити ове апсолутне дане у календарске датуме, пазећи на број дана у месецима:
  • Јун има 30 дана. Како је 1. јун први дан, непарни дани по реду одговарају непарним датумима (1, 3, 5, ..., 29). То значи да ниједан брод неће стићи парним датумима у јуну.
  • Јул има 31 дан. Пре јула је прошло 30 дана јуна. Дан по реду у години добијамо као \( 30 + \text{датум у јулу} \). Да би овај збир био непаран (јер бродови стижу само непарним данима по реду), датум у јулу мора бити непаран. Дакле, ни у јулу ниједан брод неће стићи парним датумима.
  • Август има 31 дан. Пре августа је прошло 30 дана јуна и 31 дан јула, што је укупно 61 дан. Дан по реду рачунамо као \( 61 + \text{датум у августу} \). Да би овај укупан збир био непаран број, датум у августу мора бити паран! Ово значи да у августу бродови стижу само парним датумима (2, 4, 6...), па је лука празна непарним датумима у августу.

3. Закључак о празним данима

У луку не стиже ни један брод:
  • Свим парним датумима у јуну (2, 4, 6, ..., 30)
  • Свим парним датумима у јулу (2, 4, 6, ..., 30)
  • Свим непарним датумима у августу (1, 3, 5, ..., 31)

Кратак запис решења:

а) \( \text{НЗС}(2, 4, 6) = 12 \). Заједнички доласци: 1.6, 13.6, 25.6, 7.7, 19.7, 31.7, 12.8, 24.8. б) Бродови стижу непарним данима по реду почевши од 1. јуна (\(1 + \text{паран број}\)). У јуну (30 дана) и јулу то су непарни датуми, па су луке празне парним датумима (2, 4, ..., 30). Август почиње након \(30+31=61\) дана. Да би дан по реду (\(61 + \text{датум}\)) био непаран, датум у августу мора бити паран. Због тога у августу бродови стижу парним датумима, па су празни дани непарни датуми у августу (1, 3, ..., 31).

Најважније из лекције

  • НЗС два или више бројева је најмањи природан број који је дељив свим тим бројевима.
  • Ако један број дели други (\( a \mid b \)), онда је \( \text{НЗС}(a, b) = b \).
  • За узајамно просте бројеве важи: \( \text{НЗС}(a, b) = a \cdot b \).
  • Основна веза између НЗД и НЗС: \( \text{НЗС}(a, b) \cdot \text{НЗД}(a, b) = a \cdot b \).
Скуп свих природних садржалаца броја \( n \) означавамо са \( S_n \). Овај скуп је бесконачан.
Пример за бројеве 4 и 6:
\( S_4 = \{4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, ...\} \)
\( S_6 = \{6, 12, 18, 24, 30, 36, ...\} \)
Заједнички садржаоци су бројеви који се налазе у оба скупа: 12, 24, 36...
Најмањи заједнички садржалац (НЗС) бројева \( a \) и \( b \) јесте најмањи природан број који је дељив и бројем \( a \) и бројем \( b \). Означава се са \( \text{НЗС}(a, b) \).
Ако је број \( b \) дељив бројем \( a \) (односно \( a \mid b \)), онда је \( \text{НЗС}(a, b) = b \).
Најмањи заједнички садржалац се може одредити растављањем бројева на просте чиниоце или скраћеним поступком (истовременим дељењем).
Растављање на просте чиниоце: НЗС је производ свих простих чинилаца који се јављају у растављању бар једног од бројева, узетих највећи број пута колико се појављују у једном броју.
Одредимо \( \text{НЗС}(126, 315) \): \[ 126 = 2 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 7 = 2 \cdot 3^2 \cdot 7 \] \[ 315 = 3 \cdot 3 \cdot 5 \cdot 7 = 3^2 \cdot 5 \cdot 7 \] Узимамо све чиниоце са највећим изложиоцем: \[ \text{НЗС}(126, 315) = 2 \cdot 3^2 \cdot 5 \cdot 7 = 630 \]
Скраћени поступак: Истовремено тражимо просте бројеве који деле бар један од датих бројева. Бројеви који нису дељиви тим простим бројем се само преписују. Поступак се завршава када се на дну добију све јединице.
Одредимо \( \text{НЗС}(15, 63) \) скраћеним поступком: \[ \begin{array}{rr|l} 15, & 63 & 3 \quad \text{(делимо са 3, оба су дељива)} \\ 5, & 21 & 3 \quad \text{(делимо са 3, 21 је дељиво, 5 преписујемо)} \\ 5, & 7 & 5 \quad \text{(делимо са 5, 5 је дељиво, 7 преписујемо)} \\ 1, & 7 & 7 \quad \text{(делимо са 7)} \\ 1, & 1 & \quad \text{(крај поступка)} \end{array} \] \[ \text{НЗС}(15, 63) = 3 \cdot 3 \cdot 5 \cdot 7 = 315 \]
За свака два природна броја \( a \) и \( b \) важи: \[ \text{НЗС}(a, b) \cdot \text{НЗД}(a, b) = a \cdot b \]
Ако су \( a \) и \( b \) узајамно прости бројеви (њихов НЗД је 1), онда је њихов најмањи заједнички садржалац једнак њиховом производу: \[ \text{НЗС}(a, b) = a \cdot b \]
Бројеви 84 и 90:
\( \text{НЗД}(84, 90) = 6 \)
\( \text{НЗС}(84, 90) = 1260 \)
Провера формуле: \( 1260 \cdot 6 = 7560 \) и \( 84 \cdot 90 = 7560 \). Једнакост важи!

Задаци за вежбање

Лак: Одреди \( \text{НЗС}(8, 24) \) без рачунања скраћеним поступком, применом одговарајућег правила.
Како је број 24 дељив бројем 8 (\( 8 \mid 24 \)), примењујемо правило да је НЗС једнак већем броју.
Одговор: \( \text{НЗС}(8, 24) = 24 \).
Средњи: Одреди \( \text{НЗС}(48, 72, 96) \).
Примењујемо скраћени поступак: \[ \begin{array}{rrr|l} 48, & 72, & 96 & 2 \\ 24, & 36, & 48 & 2 \\ 12, & 18, & 24 & 2 \\ 6, & 9, & 12 & 2 \\ 3, & 9, & 6 & 2 \\ 3, & 9, & 3 & 3 \\ 1, & 3, & 1 & 3 \\ 1, & 1, & 1 & \end{array} \] \( \text{НЗС}(48, 72, 96) = 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 3 = 2^5 \cdot 3^2 = 32 \cdot 9 = 288 \).
Одговор: 288.
Тежак: Одреди најмањи природан број који при дељењу са било којим од бројева 4, 8 или 12 даје остатак 3.
Нека је \( n \) тражени број. Пошто при дељењу даје остатак 3, то значи да је број \( n - 3 \) дељив са 4, 8 и 12 без остатка.
Најмањи број који је дељив са 4, 8 и 12 јесте њихов НЗС.
\( \text{НЗС}(4, 8, 12) = 24 \).
Дакле, \( n - 3 = 24 \), што значи да је \( n = 24 + 3 = 27 \).
Одговор: Тражени број је 27.
Тежак: Ако знаш да је \( \text{НЗД}(x, y) = 15 \) и да је \( x \cdot y = 1350 \), одреди \( \text{НЗС}(x, y) \).
Користимо формулу: \( \text{НЗС}(x, y) \cdot \text{НЗД}(x, y) = x \cdot y \).
Замењујемо познате вредности: \( \text{НЗС}(x, y) \cdot 15 = 1350 \).
\( \text{НЗС}(x, y) = 1350 : 15 \).
\( \text{НЗС}(x, y) = 90 \).
Одговор: 90.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: