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67UNI SEMESTRAL 2013 - III ARITMÉTICA TEMA 23 MÁXIMO COMÚN DIVISOR (MCD) - MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO (MCM) ARITMÉTICA OBJETIVOS • Calcular el MCD y MCM de un conjunto de números. • Deducir las propiedades que cumplen el MCD y MCM. • Establecer relaciones entre el MCD y MCM. • Aplicar las propiedades en la resolución de problemas concretos. I. MÁXIMO COMÚN DIVISOR (MCD) Dado un conjunto de números se define al MCD de estas como aquel número que cumple las siguientes condiciones: I) Es un divisor común. II) Es el mayor de los divisores comunes. Ejemplo 1 Sean los números: 30 y 45 Hallando sus divisores: 30: 1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30 45: 1, 3, 5, 9, 15, 45 Divisores comunes 1, 3, 5, 15 Máximo MCD(30,45) 15 Ejemplo 2 Sean los números 24; 60 y 84 Hallando sus divisores: 24: 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 60: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60 84: 1, 2, 3, 4, 6, 7, 12, 14, 21, 28, 42, 84 Divisores comunes 1, 2, 3, 4, 6, 12 Máximo MCD(24;60;84) 12 Observación Los divisores comunes de un conjunto de números son los divisores de su MCD. En general: Para los números A, B y C. MCD(A;B;C) K Ejemplo 3 Halle el MCD de: 8, 10 y 15 Resolución: 8, 10 y 15 son PESI MCD(8; 10; 15) = 1 Si A, B y C son PESI MCD(A;B;C) = 1 Ejemplo 4 Calcule el MCD de: 18; 6 y 30 Resolución: 18 = 6 x 3; 6 = 6 x 1 y 30 = 6 x 5 MCD(18; 6; 30) = 6 o o Si A = B C = B MCD(A; B; C) = B II. MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO (MCM) Dado un conjunto de números se define el MCM de estas como aquel que cumple lo siguiente: I) Es un múltiplo común. II) Es el menor de estos múltiplos comunes. Ejemplo 1: Sean 4 y 6 Hallemos sus múltiplos. 4: 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, ... 6: 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, ... Múltiplos comunes 12 , 24, 36, ... Mínimo MCM(4; 6) = 12 Múltiplos de 12: 12, 24, 36, ... DESARROLLO DEL TEMA 68UNI SEMESTRAL 2013 - III ARITMÉTICA MCD - MCM TEMA 23 Exigimos más! Ejemplo 2: Sean: 10, 15 y 30 Observemos sus múltiplos: 10: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, ... 15: 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, ... 30: 30, 60, 90, 120, 150, 180, ... Múltiplos comunes 30 , 60, 90, ... Mínimo MCM(10; 15; 30) = 30 Múltiplos de 30: 30; 60; 90; ... Observación: Los múltiplos comunes de un conjunto de números son los múltiplos de su MCM. Ejemplo 3: Halle el MCM de: 8 y 9. Resolución: 8 y 9 son PESI MCM(8; 9) = 72 Si dos números A y B son PESI, entonces: MCM(A;B) = A.B Ejemplo 4: Calcule el MCM de: 4; 5 y 7 MCM(4; 5; 7) = 140 Si los números A, B y C son PESI dos a dos entonces: MCM(A; B; C) = A. B .C III. MÉTODOS PARA EL CÁLCULO DEL MCD Y MCM A. Descomposición simultánea Ejemplo 1: Calcule el MCD y MCM de 80; 120 y 200. Resolución: 80 40 20 10 2 120 60 30 15 3 200 100 50 25 5 son PESI MCD(80; 120; 200) = 40 2 2 2 5 x 2 x 5 = 40 3 Cada número se puede expresar: 80 = 40 x 2 120 = 40 x 3 200 = 40 x 5 son PESI En general: Sean los números A, B y C. MCD(A; B; C) = k, luego: A = K x p B = K x q C = K x r son PESI Hallando el MCM: 80 2 1 1 1 120 3 3 1 1 200 5 5 5 1 40 2 3 5 x 1200 MCM(80; 120; 200) = 1200 Expresamos al MCM en función de cada número: 1200 = 80 x 15 1200 = 120 x 10 1200 = 200 x 6 son PESI En general: Sean los números A, B y C donde MCM(A; B; C) = m, luego: m = A x p m = B x q m = C x r son PESI Ejemplo 2: Calcule el MCD y MCM de: 60; 96. Resolución: 60 30 15 5 96 48 24 8 2 2 3 2 .3 = 12 2 60 5 1 1 96 8 8 1 12 5 8 12.5.8 Luego: MCD(60; 96) = 12 MCM(60; 96) = 12.5.8 MCM(60; 96) = MCD(60; 96).5.8 Además: 60 = 12 x 5 96 = 12 x 8 60.96 = 12.12.5.8 60 x 96 = MCD . MCM 69UNI SEMESTRAL 2013 - III ARITMÉTICA TEMA 23 MCD - MCM Exigimos más! En general para dos números A y B. Si MCD(A;B) = k A = k x p B = k x q PESI MCM(A;B) = m Entonces: I) m = k x p x q II) A x B = k x m Ejemplo 3 Analicemos que sucede con el MCD y MCM de los números 60; 90; 105. MCD(60; 90; 105) = 15 60 = 15 x 4 60 x 8 = 15 x 8 x 4 90 = 15 x 6 90 x 8 = 15 x 8 x 6 105 = 15 x 7 105 x 8 = 15 x 8 x 7 MCD(60 x 8; 90 x 8; 105 x 8) = 15 x 8 Si MCD(A; B; C) = k MCD(An; Bn; Cn) = kn A B C K MCD ; ; n n n n Donde: n es Z+ MCM(60; 90; 105) = 1260 1260 = 60 x 21 1260 x 6 = 60 x 6 x 21 1260 = 90 x 14 1260 x 6 = 90 x 6 x 14 1260 = 105 x 12 1260 x 6 = 105 x 6 x 12 MCM(60 x 6; 90 x 6; 109 x 6) = 1260 x 6 Si MCM(A; B; C) = m MCM(An; Bn; Cn) = m x n A B C m MCM ; ; n n n n Donde n es Z+ A. Descomposición canónica Ejemplo Halle el MCD y MCM de los números A, B y C donde: A = 25. 32. 53 B = 23. 34. 52. 72 C = 24. 36. 54 .11 Entonces: MCD(A;B;C) = 23 . 32 . 52 MCM(A;B;C) = 25 . 36 . 54 . 72 . 11 En general, dadas las descomposiciones canónicas de varios números: • El MCD de dichos números es el producto de sus divisores primos comunes elevados cada uno a su menor exponente. • El MCM de dichos números es el producto de sus divisores primos comunes y no comunes elevados cada uno a su mayor exponente. B. Divisiones sucesivas o algoritmo de Euclides Teorema En toda división entera inexacta el MCD del divi- dendo y el divisor es el MCD del divisor y el residuo. Si: D d r q MCD(D;d) = MCD(d;r) Ejemplo 1 Calcule el MCD de 156 y 120. 156 120 36 1 MCD(156;120) = MCD(120;36) 120 36 12 3 MCD(120;36) = MCD(36;12) 36 12 0 3 MCD(36;12) = 12 MCD(156; 120) = 12 Euclides ordenó todas estas divisiones del siguiente modo: Ejemplo 2 Al calcular el MCD de A y B por las divisiones sucesivas los cocientes fueron 2; 1; 3 y 2 respectivamente. Halle los números si su MCD es 10. En general: sean los números A y B donde A > B A q B r 1 1 cocientesq r 2 r1 2 q r 3 r2 3 q 0 4 r3 MCD residuos MCD(A;B) = r3 No olvidar que las divisiones se pueden realizar por defecto o exceso. Ejemplo 3 Calculemos el MCD de 144 y 56. Divisiones por defecto 144 56 32 2 56 32 24 1 Divisiones por exceso 144 56 24 3 56 24 16 3 70UNI SEMESTRAL 2013 - III ARITMÉTICA MCD - MCM TEMA 23 Exigimos más! Problema 1 Indique la secuencia correcta después de determinar si la proposición es ver- dadera (V) o falsa (F): I. Si m y n son números enteros no divisibles por 3, entonces la suma o la diferencia de ellos es un múl- tiplo de tres. II. Si m y n son múltiplos de 3 com m > n > 0 entonces el cociente m/n es un múltiplo de tres. III. Si m y n son múltiplos de tres con m, n > 0 entonces MCD (m, n) es un múltiplo de tres. UNI 2010 - I A) VVV B) VFV C) VFF D) FVF E) FFF Resolución: Ubicación de incógnita Determinar el valor de verdad de las proposiciones. Análisis de los datos o gráficos I. Sean m = o 3 + r1 / r1 = 1 ó 2 y n = o 3 + r2 / r2 = 1 ó 2 m + n = o 3 + (r1 + r2 ) ó m – n = o 3 + (r1 – r2) Reemplazando los posibles valores de r1 y r2, se obtiene que una de las conclusiones es verdadera. (Verdadero) II. o 1 1 1 o 2 2 2 m 3 3K 3K Km n 3K K n 3 3K 1 2 K K No es múltiplo de 3 y no nece- sariamente entero. (Falso) III. 1 1 2 2 m 3K MCD(3K ; 3K )n 3K (m 0 n 0) o 1 2 3 3MCD (K ; K ) (Verdadero) Respuesta: B) VFV Problema 2 Sea N el mayor número de 4 cifras que al dividirlo por 4, 6, 9, 11 y 12 se obtienen restos iguales. Luego, la suma de las cifras de N es: A) 17 B) 18 C) 20 D) 21 E) 23 UNI 1996-II Resolución: Por dato: o o o o o o 4 r 6 r N 9 r N MCM(4;6;9;11;12) r 11 r 12 r 32 24 8 1 24 8 0 3 24 16 8 2 16 8 0 2 Por defecto: 144 2 56 32 cocientes MCD residuos 1 32 24 1 24 8 3 8 0 MCD(144;56) = 8 Por exceso: 144 3 56 24 cocientes MCD residuos 3 24 16 2 16 8 2 8 0 MCD(144;56) = 8 Sean los números: a n a cifras A (n 1)(n 1)(n 1)...(n 1) n 1 b n b cifras B (n 1)(n 1)(n1)...(n 1) n 1 c n c cifras C (n 1)(n 1)(n 1)...(n 1) n 1 MCD(A;B;C) = nMCD(a,b,c) - 1 Ejemplo Calcule el MCD de los números: 24 60 28A 6 1 B = 6 1 C = 6 – 1 MCD(24;60;28) 4MCD(A;B;C) 6 1 6 1 o N 396 r Como N es el mayor posible, r = 3 Además: N = 396 k + 3 < 10 000 396 k < 9,997 k < 25,... kmáx = 25 máxK 396 25 3 9903 Respuesta: D) 21 Problema 3 El MCD (A; B) es d y el MCM (A; B) es m. Determinar el número de divisores de B(B > A) sabiendo que el producto md = 3024. A) 9 B) 10 C) 6 D) 12 E) 8 UNI 1998 - I Nivel difícil Resolución: md = 3024 = 24 . 33 . 7 Por propiedad: M = dpq(p y q pesi) Reemplazando: d2 . p . q = 24 . 33 . 7 Asumiendo: d = 22 . 3 = 12 (máximo valor de "d"). Se tiene: BCD 3 2 2 12 Respuesta: D) 12 problemas resueltos