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Divisibilidad ESO ejercicios resueltos paso a paso MCD mcm y números primos
Biblioteca Marlu Educativa® · Matemáticas · ESO
En un problema de divisibilidad, calcular bien es solo una parte. También hay que decidir si los datos son compatibles, respetar los restos y demostrar que no falta ninguna solución.
Profundización para alumnado de ESO que ya conoce la base. Trabajamos Euclides, reconstrucción de números, exponentes, cifras y ciclos desfasados. Las actividades de investigación son ampliaciones voluntarias; el simulacro es de elaboración propia.
- 5 modelos guiados
- 60 ejercicios resueltos
- Numeración 91–150
Cuaderno resuelto · 65 actividades con solución y comprobación.
Ficha de clase · 20 actividades seleccionadas · Nombre __________________ Grupo ______ Fecha ______
Localiza lo que necesitas
Método Marlu para resolver divisibilidad
- Identifica lo que buscas. Un divisor, un múltiplo, una cifra, un número de grupos o un instante.
- Escribe las condiciones. Datos positivos, unidades comunes, cifras permitidas y restricciones de resto.
- Elige el procedimiento. Listado, criterio, factorización, MCD, mcm o una combinación justificada.
- Calcula mostrando el paso decisivo. Conserva los valores y casos que hay que estudiar.
- Vuelve al enunciado. Sustituye, comprueba y responde con el significado y las unidades que pide.
Recordatorio de herramientas y restricciones
Este itinerario parte de la factorización y de la elección entre MCD y mcm. Las ampliaciones de Euclides, recuento de divisores y ciclos desfasados se presentan como profundización de ESO; el programa concreto depende del curso y del centro.
| Situación | Relación útil | Condición que hay que conservar |
|---|---|---|
| Dos números positivos | MCD(a,b)·mcm(a,b)=a·b. | Si uno de los dos valores ya está justificado, la identidad determina el otro. Comprobar solo un producto no basta para validar dos valores propuestos. |
| Reconstruir números | a=d·x, b=d·y, x·y=m/d. | d debe dividir a m y MCD(x,y)=1. |
| Dividir dejando resto r | N=d·q+r, de modo que d divide a N−r. | d > 0, q ≥ 0 y 0 ≤ r < d. |
| Contar divisores de N=pa·qb | (a+1)·(b+1). | p y q son primos distintos. Se elige independientemente cada exponente. |
Para N=1 hay un único divisor positivo. Para más factores primos, añadimos un factor exponente+1 por cada primo. En un cuadrado perfecto los exponentes de la factorización son pares; esta condición permite razonar sin ensayar números al azar.
Cuatro decisiones que requieren una justificación
Euclides. Con a ≥ b > 0, si a=b·q+r, un divisor común de a y b divide también a r=a−b·q. A la inversa, un divisor común de b y r divide a a=b·q+r. Por eso MCD(a,b)=MCD(b,r); repetimos hasta resto cero y tomamos el último divisor no nulo. Si la primera división es exacta, el MCD es b.
Datos de MCD y mcm. Con d=MCD(a,b), al escribir a=d·x y b=d·y los factores x e y son coprimos. De lo contrario, a y b tendrían un divisor común mayor que d. Si además m=mcm(a,b), entonces m=d·x·y. Hay que repartir los factores de m/d en grupos coprimos y justificar que se han encontrado todas las parejas.
Ciclos con distinto inicio. Con periodos enteros p,q > 0 e instantes iniciales enteros s,t, las activaciones son s+p·k y t+q·j. Buscamos enteros k,j ≥ 0 que den el mismo instante. La igualdad implica que MCD(p,q) divide a t−s; para estos datos esa condición permite que haya coincidencias futuras. El periodo entre coincidencias es mcm(p,q), pero la primera depende de s y t. Después se comprueba que el instante obtenido pertenece a ambas listas y respeta sus comienzos.
Cifras desconocidas. Cada letra representa una cifra entre 0 y 9 y la primera cifra de un número no puede ser 0. Cruza las restricciones antes de probar casos. Si exiges divisibilidad por dos números que no son coprimos, combinar sus criterios equivale a usar su mcm, no necesariamente su producto.
Cinco modelos para ver el razonamiento completo
Ampliación de ESO · Modelos de elaboración propia.
Modelo 1 · Euclides: por qué se conserva el MCD
Calcula el MCD y el mcm de 3 060 y 1 989. Usa el algoritmo de Euclides y explica por qué sustituir una pareja por el divisor y el resto conserva sus divisores comunes.
Ver solución y comprobación
La justificación del paso. En una división a = qb + r, con 0 ≤ r < b, si a y b son múltiplos de un natural positivo d, también lo es r = a − qb. Recíprocamente, si b y r son múltiplos de d, a = qb + r también lo es. Así, (d ∣ a y d ∣ b) ⇔ (d ∣ b y d ∣ r): ambas parejas tienen exactamente los mismos divisores comunes y, por ello, el mismo MCD.
Aplicamos esa sustitución hasta que el resto sea cero:
3 060 = 1 989 · 1 + 1 071
1 989 = 1 071 · 1 + 918
1 071 = 918 · 1 + 153
918 = 153 · 6 + 0.
El último resto no nulo es 153: MCD(3 060, 1 989) = 153. Como MCD(a, b) · mcm(a, b) = a · b para naturales positivos, mcm(3 060, 1 989) = (3 060 ÷ 153) · 1 989 = 20 · 1 989 = 39 780.
Una comprobación independiente usa 3 060 = 22 · 32 · 5 · 17 y 1 989 = 32 · 13 · 17. Los exponentes mínimos dan 32 · 17 = 153; los máximos dan 22 · 32 · 5 · 13 · 17 = 39 780. Además, 39 780 = 3 060 · 13 = 1 989 · 20.
Modelo 2 · Reconstruir todas las parejas posibles
Encuentra todas las parejas no ordenadas de naturales positivos cuyo MCD sea 22 y cuyo mcm sea 3 080. Decide también si podrían existir dos naturales con MCD 22 y mcm 3 090.
Ver solución y comprobación
Primero comprobamos la existencia. El MCD debe dividir al mcm: 3 080 = 22 · 140 cumple esta condición. También es suficiente, pues la pareja (22, 3 080) ya tiene esos valores.
Escribimos a = 22u y b = 22v. Para que el MCD sea exactamente 22, necesitamos MCD(u, v) = 1. Entonces su mcm es uv y 22uv = 3 080, de donde uv = 140 = 22 · 5 · 7.
La coprimalidad obliga a colocar cada bloque 22, 5 y 7 íntegramente en uno de los dos factores; repartir un mismo primo entre ambos aumentaría su MCD. Con u ≤ v, todas las posibilidades son (1, 140), (4, 35), (5, 28) y (7, 20). Al multiplicar por 22 obtenemos:
(22, 3 080), (88, 770), (110, 616) y (154, 440).
No faltan parejas: los tres bloques tienen 23 = 8 repartos, y cada pareja no ordenada reúne los dos repartos que intercambian u y v. En cambio, 3 090 = 22 · 140 + 10 no es múltiplo de 22; el segundo caso es imposible.
Los cocientes (1, 140), (4, 35), (5, 28) y (7, 20) tienen MCD 1 y producto 140. Por tanto, las cuatro parejas tienen MCD 22 y mcm 22 · 140 = 3 080. Sus productos son todos 67 760 = 22 · 3 080; este último control acompaña a la comprobación de coprimalidad.
Modelo 3 · Contar divisores sin escribirlos todos
Sea N = 3 528 = 23 · 32 · 72. ¿Cuántos divisores positivos tiene? ¿Cuántos de ellos son múltiplos de 21? Contrasta el resultado contando los divisores que no son múltiplos de 21.
Ver solución y comprobación
Cada divisor tiene una única forma d = 2i · 3j · 7k, con 0 ≤ i ≤ 3, 0 ≤ j ≤ 2 y 0 ≤ k ≤ 2. Hay cuatro elecciones para i, tres para j y tres para k. Como cada combinación produce un divisor distinto, el total es 4 · 3 · 3 = 36 divisores.
Para que d sea múltiplo de 21 = 3 · 7, debe contener al menos un factor 3 y un factor 7: j ∈ {1, 2} y k ∈ {1, 2}. El exponente de 2 conserva sus cuatro posibilidades. Resultan 4 · 2 · 2 = 16 divisores múltiplos de 21. Los restantes son 36 − 16 = 20.
Un divisor no es múltiplo de 21 cuando le falta el factor 3 o le falta el factor 7. Con j = 0 hay 4 · 1 · 3 = 12; con k = 0 hay 4 · 3 · 1 = 12. Los cuatro con j = k = 0 aparecen en ambos grupos, así que se restan una vez: 12 + 12 − 4 = 20. Este recuento complementario confirma 16 + 20 = 36.
Modelo 4 · Dos cifras, una lista completa y una incompatibilidad
En el número de cuatro cifras a6b2, a es una cifra par distinta de cero y b puede ser cualquier cifra. Encuentra todos los números que sean divisibles entre 24. ¿Podría alguno ser divisible además entre 11?
Ver solución y comprobación
Como 24 = 8 · 3 y MCD(8, 3) = 1, necesitamos cumplir ambos criterios. Para el de 8 bastan las tres últimas cifras: 602 + 10b deja el mismo resto que 2 + 2b. Con 0 ≤ b ≤ 9, esta expresión solo es múltiplo de 8 cuando vale 8 o 16. Por tanto, b = 3 o b = 7.
Si b = 3, la suma de cifras es a + 11. Entre a ∈ {2, 4, 6, 8}, solo a = 4 la hace múltiplo de 3: obtenemos 4 632. Si b = 7, la suma es a + 15 y solo a = 6 sirve: obtenemos 6 672. Los dos criterios han agotado todas las cifras permitidas, por lo que no hay más soluciones.
La condición adicional de 11 es incompatible. La diferencia alternada es a − 6 + b − 2 = a + b − 8. Está entre −6 y 9, de modo que solo podría ser múltiplo de 11 si valiera cero. Eso exigiría a + b = 8 y la suma de cifras sería 16, que no es múltiplo de 3. Ningún número permitido es divisible a la vez entre 24 y entre 11.
Las divisiones exactas 4 632 = 24 · 193 y 6 672 = 24 · 278 confirman las dos soluciones. Sus diferencias alternadas son −1 y 5, respectivamente; ninguna es múltiplo de 11, de acuerdo con la incompatibilidad demostrada.
Modelo 5 · Ciclos desfasados: el mcm no fija el primer encuentro
Una señal A se activa en el minuto 11 y después cada 16 minutos. Otra señal B comienza en el minuto 7 y se repite cada 28 minutos. Halla su primera coincidencia y el tiempo entre coincidencias sucesivas. Explica qué aportan el MCD y el mcm.
Ver solución y comprobación
Los tiempos tienen la forma 11 + 16k y 7 + 28j, con k y j enteros no negativos. Una coincidencia exige 11 + 16k = 7 + 28j, es decir, 16k − 28j = −4. El lado izquierdo es siempre múltiplo de MCD(16, 28) = 4. El desfase también lo es, así que no hay incompatibilidad por el MCD; ahora buscamos una coincidencia que confirme la existencia.
A: 11, 27, 43, 59, 75, 91.
B: 7, 35, 63, 91.
Las listas contienen todas las activaciones hasta 91 y no tienen ningún valor común anterior. La primera coincidencia es en el minuto 91.
Después de una coincidencia, para que ambas vuelvan a activarse debe transcurrir un múltiplo común de 16 y 28. El menor es mcm(16, 28) = 24 · 7 = 112 minutos. Este es el intervalo entre coincidencias, no la primera fecha: las señales comenzaron en momentos distintos.
91 = 11 + 16 · 5 = 7 + 28 · 3. La siguiente coincidencia es 203 = 91 + 112, y se verifica 203 = 11 + 16 · 12 = 7 + 28 · 7. En cambio, en el minuto 112 no se activa ninguna: 112 − 11 = 101 no es múltiplo de 16 y 112 − 7 = 105 no es múltiplo de 28.
Ocho controles para comprobar el punto de partida
Son controles breves de entrada. Si fallan varios, conviene consolidar primero el itinerario inicial.
91 · Divisores
Calcula todos los divisores positivos de 42 y ordénalos.
Ver solución y comprobación
Las parejas de divisores son 1·42, 2·21, 3·14 y 6·7. Por tanto, D(42)={1, 2, 3, 6, 7, 14, 21, 42}.
Los cuatro productos 1·42, 2·21, 3·14 y 6·7 valen 42. Como 62<42<72, basta revisar los posibles divisores hasta 6; no falta ninguna pareja.
92 · Criterios
Indica, justificando cada respuesta, si 2 160 es divisible entre 2, 3, 4, 5, 6, 9 y 10.
Ver solución y comprobación
2 160 es divisible entre los siete números: termina en 0, por lo que cumple los criterios de 2, 5 y 10; sus cifras suman 9, de modo que cumple los de 3 y 9; el final 60 es múltiplo de 4. Además, es divisible entre 2 y entre 3, y por ello entre 6.
2 160÷2=1 080; ÷3=720; ÷4=540; ÷5=432; ÷6=360; ÷9=240; ÷10=216. Los siete cocientes son enteros.
93 · Factorización
Descompón 180 en factores primos y comprueba.
Ver solución y comprobación
180=22·32·5.
22·32·5=4·9·5=180; las bases 2, 3 y 5 son primas.
94 · MCD
Calcula MCD(60,90) mediante factorización.
Ver solución y comprobación
60=22·3·5 y 90=2·32·5. Tomamos los factores comunes con el menor exponente: MCD(60,90)=2·3·5=30.
60÷30=2 y 90÷30=3. Los cocientes 2 y 3 son coprimos, por lo que el divisor común 30 no puede ampliarse.
95 · mcm
Calcula mcm(60,90) y verifica que es múltiplo de ambos.
Ver solución y comprobación
60=22·3·5 y 90=2·32·5. Tomamos todos los factores con el mayor exponente: mcm(60,90)=22·32·5=180.
180÷60=3 y 180÷90=2. Reducir cualquiera de los exponentes de 2, 3 o 5 dejaría de cubrir al menos uno de los dos números.
96 · Reparto
Hay 48 zumos y 60 bocadillos. Se preparan el máximo número de bolsas idénticas sin sobrantes. ¿Cuántas bolsas se hacen y qué lleva cada una?
Ver solución y comprobación
El número de bolsas debe dividir tanto a 48 como a 60. Su máximo es MCD(48,60)=12. Se hacen 12 bolsas idénticas, con 48÷12=4 zumos y 60÷12=5 bocadillos en cada una.
12·4=48 y 12·5=60, sin sobrantes. Como MCD(4,5)=1, las cantidades por bolsa ya no permiten aumentar el número de bolsas.
97 · Coincidencia
Una campana suena cada 18 minutos y otra cada 24. Si coinciden ahora, ¿cuándo volverán a coincidir?
Ver solución y comprobación
18=2·32 y 24=23·3. La primera repetición común positiva se obtiene con mcm(18,24)=23·32=72. Volverán a coincidir dentro de 72 minutos.
72÷18=4 y 72÷24=3. Los factores máximos 23 y 32 son necesarios para que el tiempo sea múltiplo de ambos periodos.
98 · Dos decisiones
Con los datos 54 y 90: a) forma el máximo número de lotes idénticos con ambos tipos; b) dos ciclos de 54 y 90 minutos coinciden ahora. ¿Dentro de cuánto tiempo volverán a coincidir?
Ver solución y comprobación
- MCD(54,90)=18: se forman 18 lotes idénticos con 3 unidades del primer tipo y 5 del segundo.
- Como los ciclos coinciden ahora, vuelven a hacerlo tras mcm(54,90)=270 minutos.
18·3=54 y 18·5=90. En el segundo apartado, 270÷54=5 y 270÷90=3: ambos ciclos han completado un número entero de vueltas.
Problemas para combinar herramientas
99 · Cifra desconocida
En el numeral 7x32, x es una cifra. Halla x para que el número sea divisible entre 4 y entre 9. Decide después si esas dos condiciones garantizan siempre divisibilidad entre 72; demuestra tu respuesta.
Ver solución y comprobación
El final 32 siempre es divisible entre 4. La suma de cifras es 12+x y, para x entre 0 y 9, está entre 12 y 21. Su único múltiplo de 9 es 18: x=6 y el número es 7 632.
Este número también es divisible entre 72. Sin embargo, la divisibilidad simultánea entre 4 y 9 solo garantiza divisibilidad entre mcm(4,9)=36. El número 36 cumple ambas condiciones y no es divisible entre 72, por lo que la afirmación general es falsa.
7 632÷4=1 908, 7 632÷9=848 y 7 632÷72=106. En cambio, 36÷4=9 y 36÷9=4, pero 36 no es múltiplo de 72.
100 · Número de divisores
Sin enumerarlos, calcula cuántos divisores positivos tiene 1 512=23·33·7. Determina además cuántos son múltiplos de 12 pero no de 7 y justifica ambos recuentos mediante exponentes.
Ver solución y comprobación
Todo divisor de 1 512 tiene la forma 2a·3b·7c, con a,b∈{0,1,2,3} y c∈{0,1}. Hay 4·4·2=32 divisores positivos.
Ser múltiplo de 12=22·3 exige a∈{2,3} y b∈{1,2,3}. No ser múltiplo de 7 exige c=0. El recuento pedido es 2·3·1=6.
Los seis divisores filtrados son 12, 24, 36, 72, 108 y 216. Todos dividen a 1 512, son múltiplos de 12 y ninguno es divisible entre 7.
101 · Coprimos
¿Son 84 y 125 primos entre sí? Justifica sin listar todos sus divisores.
Ver solución y comprobación
84=22·3·7 y 125=53. No comparten ningún factor primo; su MCD es 1, así que son primos entre sí.
Los factores primos de 84 son 2, 3 y 7, y el único factor primo de 125 es 5. El único divisor común positivo es 1.
102 · Identidad como control, no como prueba
Calcula mediante factorización el MCD y el mcm de 168 y 360. Usa después la identidad MCD·mcm=a·b como control y explica por qué esa igualdad, aislada, no demostraría que los dos valores elegidos son realmente el MCD y el mcm.
Ver solución y comprobación
Factorizamos 168=23·3·7 y 360=23·32·5. Los factores comunes con menor exponente dan MCD=23·3=24. Todos los factores con mayor exponente dan mcm=23·32·5·7=2 520.
Los exponentes certifican la maximalidad del MCD y la minimalidad del mcm. La igualdad de productos, por sí sola, no lo hace: 12·5 040 también vale 60 480, pero 12 y 5 040 no son el MCD y el mcm.
168÷24=7, 360÷24=15, 2 520÷168=15 y 2 520÷360=7. Además, 24·2 520=60 480=168·360, como exige la identidad.
103 · Reconstrucción
Dos naturales positivos tienen MCD 8 y mcm 240. Si uno es 48, calcula el otro.
Ver solución y comprobación
El producto de los dos naturales es MCD·mcm=8·240=1 920. Como uno es 48, el otro es 1 920÷48=40.
MCD(48,40)=8 y mcm(48,40)=240. Además, 48·40=1 920=8·240; se cumplen las dos condiciones, no solo la igualdad de productos.
104 · Mismo resto
Busca el mayor número que divide a 155 y 227 dejando resto 11 en ambos casos.
Ver solución y comprobación
Restamos el resto común: 155−11=144 y 227−11=216. El divisor buscado debe dividir a ambos resultados. El mayor posible es MCD(144,216)=72.
155=72·2+11 y 227=72·3+11, con 0≤11<72. El resto es admisible y el MCD de los números ajustados prueba que el divisor es máximo.
105 · Verdadero o falso
Decide si es cierta la afirmación: «si un natural es divisible entre 12 y entre 18, también lo es entre 72». Si es falsa, da un contraejemplo y formula el divisor más fuerte que sí queda garantizado.
Ver solución y comprobación
La afirmación es falsa. El número 36 es divisible entre 12 y entre 18, pero no entre 72. El divisor más fuerte que sí queda garantizado es mcm(12,18)=36: todo múltiplo simultáneo de 12 y 18 es múltiplo de 36.
36÷12=3 y 36÷18=2, mientras que 36 no es múltiplo de 72. Como 36 ya es el menor múltiplo común positivo, no puede garantizarse un divisor mayor.
106 · Múltiplo común no mínimo
Explica por qué 180 es múltiplo común de 12 y 18, pero no su mcm. Halla todos los múltiplos comunes positivos que no superan 300 y usa la lista para justificar la minimalidad.
Ver solución y comprobación
mcm(12,18)=36. Todos los múltiplos comunes positivos son 36·k, con k natural positivo. Hasta 300 son 36, 72, 108, 144, 180, 216, 252 y 288.
El menor positivo es 36. El número 180 es un múltiplo común, pero no el mínimo.
180÷12=15 y 180÷18=10. La lista termina en 36·8=288; el siguiente término, 36·9=324, supera 300.
107 · Ciclos desfasados
La señal A se activa en el minuto 0 y cada 12 minutos. La B se activa en el minuto 6 y cada 18 minutos. ¿Cuál es la primera coincidencia?
Ver solución y comprobación
Las primeras activaciones son A: 0, 12, 24, 36, … y B: 6, 24, 42, … La primera coincidencia es el minuto 24. Al existir un desfase, calcular únicamente mcm(12,18)=36 no da la primera coincidencia.
24=12·2=6+18·1. Antes de 24, A solo se activa en 0 y 12, y B solo en 6: no hay coincidencia anterior.
108 · Capacidad condicionada
Se guardan 96 piezas A y 144 piezas B en cajas de un solo tipo, todas con la misma capacidad y completamente llenas, sin que sobren piezas. La capacidad debe superar 20. ¿Qué capacidades son posibles y cuál es la mayor?
Ver solución y comprobación
La capacidad debe ser un divisor común de 96 y 144, es decir, un divisor de MCD(96,144)=48. Los divisores de 48 que superan 20 son 24 y 48. Ambas capacidades sirven; la mayor es de 48 piezas por caja.
Con capacidad 24 se necesitan 96÷24=4 cajas A y 144÷24=6 cajas B; con capacidad 48, 2 cajas A y 3 cajas B. No existe un divisor común mayor que 48.
109 · Dos cifras bajo tres criterios
En el numeral 57xy, x e y son cifras. Determina todas las posibilidades para que sea divisible a la vez entre 45 y entre 8, y demuestra que la lista es completa.
Ver solución y comprobación
Como MCD(45,8)=1, la divisibilidad simultánea equivale a ser múltiplo de 45·8=360. El numeral 57xy está entre 5 700 y 5 799.
Los múltiplos vecinos son 5 400=360·15, 5 760=360·16 y 6 120=360·17. Solo 5 760 pertenece al intervalo: x=6 e y=0. Al haber acotado todos los múltiplos posibles, la lista es completa.
En 5 760, las cifras suman 18 y la última es 0: es divisible entre 9 y entre 5, luego entre 45. Además, 760÷8=95, por lo que cumple también el criterio de 8.
110 · Diseña un problema
Inventa dos problemas completos con los datos 48 y 72: uno que se resuelva con MCD y otro con mcm. Resuélvelos.
Ver solución y comprobación
Problema de MCD. Con 48 mapas y 72 brújulas, ¿cuál es el máximo número de lotes idénticos sin sobrantes y qué lleva cada uno? MCD(48,72)=24: se hacen 24 lotes, con 2 mapas y 3 brújulas en cada uno.
Problema de mcm. Dos señales coinciden ahora y se repiten cada 48 y 72 minutos. ¿Cuándo vuelven a coincidir? mcm(48,72)=144: vuelven a coincidir dentro de 144 minutos.
Para los lotes, 24·2=48 y 24·3=72; los cocientes 2 y 3 son coprimos. Para las señales, 144÷48=3 y 144÷72=2; no existe un múltiplo común positivo menor.
Retos de cifras, divisores, restos y ciclos
111 · Euclides frente a factorización
Calcula MCD(1 386,630) mediante el algoritmo de Euclides y mediante factorización prima. Compara la longitud y la seguridad de ambos procedimientos.
Ver solución y comprobación
- 1 386=630·2+126 y 630=126·5+0. El último resto no nulo es 126.
- Por factorización, 1 386=2·32·7·11 y 630=2·32·5·7. Los factores comunes con menor exponente dan 2·32·7=126.
Para estos datos, Euclides es más corto: bastan dos divisiones, que se verifican mediante dividendo=divisor·cociente+resto. La factorización aporta una comprobación independiente, aunque exige no omitir ningún factor.
1 386÷126=11 y 630÷126=5, con MCD(11,5)=1. Además, mcm(1 386,630)=6 930 y 126·6 930=873 180=1 386·630.
112 · Euclides con varios restos
Calcula MCD(4 140,1 512) con Euclides, compruébalo por factores primos y explica qué método sería más práctico si los números fueran mucho mayores.
Ver solución y comprobación
- 4 140=1 512·2+1 116 y 1 512=1 116·1+396.
- 1 116=396·2+324 y 396=324·1+72.
- 324=72·4+36 y 72=36·2+0. El último resto no nulo es 36.
Por otra vía, 4 140=22·32·5·23 y 1 512=23·33·7. Los mínimos exponentes comunes dan MCD=22·32=36. Para números mucho mayores, Euclides evita buscar todos los factores primos.
4 140÷36=115 y 1 512÷36=42. Como 115=5·23 y 42=2·3·7, los cocientes no comparten ningún factor primo.
113 · Una cifra y dos criterios
Halla la cifra x para que 3x72 sea divisible entre 8 y entre 9. Demuestra que la solución es única.
Ver solución y comprobación
La suma de cifras es 3+x+7+2=12+x. Como x es una cifra, esta suma está entre 12 y 21; el único múltiplo de 9 en ese intervalo es 18, de donde x=6.
Con esa cifra, las tres últimas cifras son 672 y 672÷8=84. Por tanto, el número 3 672 cumple también el criterio de 8. No puede haber otra solución: el criterio de 9 ya ha fijado una única cifra.
3 672÷8=459 y 3 672÷9=408. Ambos cocientes son naturales y la cifra hallada pertenece a 0–9.
114 · Dos cifras con desigualdad
En el número 5a2b, a y b son cifras. Determina a y b sabiendo que el número es divisible entre 36 y que a<b.
Ver solución y comprobación
Como 36=4·9 y MCD(4,9)=1, imponemos ambos criterios. El final 20+b debe ser múltiplo de 4: b∈{0,4,8}. La suma 7+a+b debe ser múltiplo de 9.
- Si b=0, resulta a=2: número 5 220.
- Si b=4, resulta a=7: número 5 724.
- Si b=8, resulta a=3: número 5 328.
La condición a<b descarta los dos primeros casos. La única solución es a=3 y b=8.
5 328÷36=148. El final 28 es múltiplo de 4, las cifras suman 18 y se cumple 3<8.
115 · Final condicionado por 20 y 9
Completa 72ab para que sea divisible entre 20 y entre 9. Encuentra todas las posibilidades para las cifras a y b.
Ver solución y comprobación
Los finales divisibles entre 20 son 00, 20, 40, 60 y 80. Las sumas de cifras de 7 200, 7 220, 7 240, 7 260 y 7 280 son 9, 11, 13, 15 y 17, respectivamente.
Solo 9 es múltiplo de 9. La única solución es a=0 y b=0: el número 7 200. La enumeración de los cinco finales posibles garantiza que no falta ningún caso.
7 200÷20=360 y 7 200÷9=800; ambas cifras añadidas son 0, dentro del dominio permitido.
116 · Condiciones incompatibles
¿Existen cifras a y b para que 4a5b sea divisible entre 12 y entre 5? Justifica la respuesta sin probar los cien pares de cifras.
Ver solución y comprobación
La divisibilidad entre 5 obliga a que b sea 0 o 5. Entonces las dos últimas cifras de 4a5b son 50 o 55, sea cual sea a.
Ninguno de esos finales es divisible entre 4, condición necesaria para ser divisible entre 12. Los dos únicos valores posibles de b quedan descartados: no existe solución.
50=4·12+2 y 55=4·13+3. En los dos finales permitidos por el criterio de 5, el resto entre 4 es distinto de cero.
117 · Filtro de cuatro candidatos
Determina la cifra x para que 8x46 sea divisible entre 6 y entre 7. Explica por qué no falta ninguna posibilidad.
Ver solución y comprobación
El número 8x46 siempre es par. Para ser divisible entre 6, también debe serlo entre 3: la suma 18+x da los candidatos x∈{0,3,6,9}.
Al dividir entre 7, los números 8 046, 8 346, 8 646 y 8 946 dejan restos 3, 2, 1 y 0, respectivamente. Tras comprobar los cuatro candidatos, la única solución es x=9 y el número es 8 946.
8 946÷6=1 491, 8 946÷7=1 278 y 8 946÷42=213.
118 · El menor número con 18 divisores
Halla el menor natural que tenga exactamente 18 divisores positivos y exactamente tres factores primos distintos.
Ver solución y comprobación
Escribimos N=pa·qb·rc, con tres primos distintos y a,b,c≥1. Su número de divisores exige (a+1)(b+1)(c+1)=18.
La única descomposición de 18 en tres factores mayores o iguales que 2 es 3·3·2. Los exponentes son 2, 2 y 1. Para minimizar N, elegimos los tres primos menores, 2, 3 y 5, y situamos el menor exponente sobre el mayor primo: N=22·32·5=180.
180=22·32·5 contiene exactamente tres primos distintos y tiene (2+1)(2+1)(1+1)=18 divisores positivos.
119 · Factorización inversa única
Un número N solo tiene como factores primos 2 y 3, posee exactamente 15 divisores positivos y es divisible entre 144. Determina N.
Ver solución y comprobación
Si N=2a·3b, su número de divisores satisface (a+1)(b+1)=15. Las parejas posibles de exponentes son (14,0), (4,2), (2,4) y (0,14).
La condición 144=24·32 divisor de N exige a≥4 y b≥2. Solo (4,2) cumple ambas: N=24·32=144.
144÷144=1 y (4+1)(2+1)=15. Su factorización contiene únicamente los primos 2 y 3.
120 · ¿Doce divisores y cuadrado?
Decide si puede existir un cuadrado perfecto positivo con exactamente 12 divisores positivos. Construye una demostración general.
Ver solución y comprobación
En la factorización de un cuadrado perfecto positivo, todos los exponentes primos son pares: N=p₁2a₁·p₂2a₂·… Su número de divisores es (2a₁+1)(2a₂+1)…, un producto de números impares y, por ello, impar.
El caso N=1 también tiene un único divisor. Como 12 es par, no existe ningún cuadrado perfecto positivo con exactamente 12 divisores.
144=24·32 es un cuadrado y tiene (4+1)(2+1)=15 divisores, de acuerdo con la regla general. El argumento de paridad descarta cualquier recuento de 12.
121 · Mínimo con dos restricciones
Halla el menor número de la forma 2a·3b que sea divisible entre 72 y tenga exactamente 24 divisores positivos.
Ver solución y comprobación
Convertimos la divisibilidad y el número de divisores en restricciones sobre a y b, y comparamos todos los candidatos.
- Como 72=23·32, deben cumplirse a≥3 y b≥2.
- La condición de 24 divisores es (a+1)(b+1)=24.
- Las parejas compatibles son (a,b)=(3,5), (5,3) y (7,2), que dan 1 944, 864 y 1 152.
- El menor de los tres candidatos es 864.
864/72=12 y (5+1)(3+1)=24. Los otros candidatos compatibles, 1 152 y 1 944, son mayores.
122 · Divisores que también son cuadrados
Para N=26·34, calcula cuántos divisores positivos de N son cuadrados perfectos y enuméralos.
Ver solución y comprobación
Un divisor es cuadrado si los exponentes elegidos para 2 y 3 son ambos pares.
- Para el factor 2 se pueden elegir los exponentes pares 0, 2, 4 y 6: cuatro opciones.
- Para el factor 3 se pueden elegir los exponentes pares 0, 2 y 4: tres opciones.
- En total hay 4·3=12 combinaciones.
- Ordenándolas se obtiene 1, 4, 9, 16, 36, 64, 81, 144, 324, 576, 1 296 y 5 184.
N=26·34=5 184=722; la lista contiene 12 números distintos y cada cociente 5 184/d es natural.
123 · Cuatro divisores en un intervalo
Busca un número N entre 300 y 400 cuya factorización sea p3, con p primo. Demuestra su unicidad y escribe todos sus divisores.
Ver solución y comprobación
Acotamos el primo p tomando cubos cercanos al intervalo.
- La condición 300<p3<400 implica que p está entre las raíces cúbicas de 300 y 400.
- Como 63=216, 73=343 y 83=512, el único entero posible para p es 7.
- El número 7 es primo, luego N=73=343 cumple la condición.
- Los divisores de p3 son p0, p1, p2 y p3: 1, 7, 49 y 343.
300<343<400 y (3+1)=4 divisores; 63 queda por debajo y 83 por encima del intervalo.
124 · Todos los números con 18 divisores
Halla todos los números menores que 20 000 que solo contienen los primos 2 y 3, son divisibles entre 25·3 y tienen exactamente 18 divisores.
Ver solución y comprobación
Representamos N=2a·3b y enumeramos todas las parejas de exponentes que generan 18 divisores.
- La divisibilidad entre 25·3 exige a≥5 y b≥1.
- La ecuación (a+1)(b+1)=18 tiene, con esas cotas, las soluciones (a,b)=(5,2) y (8,1).
- Estas parejas dan N=25·32=288 y N=28·3=768.
- Las restantes factorizaciones de 18 intercambian exponentes o hacen b=0, y no cumplen a≥5, b≥1; ambas soluciones halladas son menores que 20 000.
288 tiene (5+1)(2+1)=18 divisores y 768 tiene (8+1)(1+1)=18; ambos son múltiplos de 25·3=96.
125 · Todas las parejas con MCD y mcm
Enumera todas las parejas no ordenadas de naturales positivos cuyo MCD sea 6 y cuyo mcm sea 180.
Ver solución y comprobación
Escribimos los números como 6x y 6y; entonces x e y deben ser coprimos y su producto debe ser 180/6=30.
- Si a=6x y b=6y, la condición MCD(a,b)=6 equivale a MCD(x,y)=1.
- Además, mcm(a,b)=6xy=180, de modo que xy=30=2·3·5.
- Para que x e y sean coprimos, cada bloque primo 2, 3 y 5 debe asignarse entero a uno de los dos factores.
- Las particiones no ordenadas son (1,30), (2,15), (3,10) y (5,6); al multiplicar por 6 aparecen las cuatro parejas pedidas.
Las parejas son (6,180), (12,90), (18,60) y (30,36).
Los cuatro productos valen 1 080=6·180, y las parejas normalizadas (1,30), (2,15), (3,10) y (5,6) son coprimas.
126 · Parejas sometidas a distancia
Dos naturales tienen MCD 12 y mcm 720. Enumera todas las parejas no ordenadas y conserva después solo aquellas cuya diferencia sea menor que 200.
Ver solución y comprobación
Reducimos por el MCD y repartimos entre dos factores coprimos los bloques primos de 720/12=60.
- Escribimos a=12x, b=12y, con MCD(x,y)=1 y xy=60=22·3·5.
- Las particiones coprimas no ordenadas son (1,60), (3,20), (4,15) y (5,12).
- Las parejas originales son (12,720), (36,240), (48,180) y (60,144).
- Sus diferencias son 708, 204, 132 y 84; solo las dos últimas son menores que 200.
MCD(48,180)=12, mcm(48,180)=720; MCD(60,144)=12, mcm(60,144)=720. Sus diferencias son 132 y 84.
127 · El multiplicador que completa la divisibilidad
Sean A=27·32·53 y B=24·35·5·72. Sin desarrollar A ni B en decimal, calcula MCD(A,B), mcm(A,B) y el menor natural positivo k para el que A divide a kB. Relaciona ese k con el MCD y el mcm obtenidos.
Ver solución y comprobación
Comparamos exponentes: mínimos para el MCD, máximos para el mcm y cubrimos los exponentes que le faltan a B para ser múltiplo de A.
- Los exponentes mínimos dan MCD(A,B)=24·32·5=720.
- Los exponentes máximos dan mcm(A,B)=27·35·53·72.
- Para que A divida a kB, k debe aportar 27−4 y 53−1; no hace falta añadir 3 ni 7.
- Así, k mínimo=23·52=200; además, k=A/MCD(A,B)=mcm(A,B)/B.
200B/A=33·72=1 323 es natural; todo k válido debe contener 23·52, por lo que ninguno menor que 200 sirve.
128 · Datos que no pueden coexistir
¿Puede existir una pareja de naturales cuyo MCD sea 18 y cuyo mcm sea 280? Identifica la condición que decide el problema.
Ver solución y comprobación
Antes de reconstruir números, verificamos la condición necesaria y suficiente: el MCD propuesto debe dividir al mcm propuesto.
- Todo divisor común de dos números divide cualquier múltiplo común de esos números.
- En particular, el MCD debe dividir al mcm.
- Al dividir 280 entre 18 se obtiene cociente 15 y resto 10.
- La condición también es suficiente para datos positivos: si d divide a m, la pareja (d,m) tiene MCD d y mcm m. Como 18 no divide a 280, aquí los datos son incompatibles.
280=18·15+10; el resto 10 confirma que falla la condición de compatibilidad MCD divisor del mcm.
129 · La suma selecciona la pareja
Dos naturales tienen MCD 8, mcm 96 y suma 56. Determina los dos números y demuestra que no hay otra pareja.
Ver solución y comprobación
Enumeramos primero todas las parejas mediante factores coprimos de 96/8=12 y usamos la suma como filtro final.
- Escribimos a=8x, b=8y, con MCD(x,y)=1 y xy=12=22·3.
- Las únicas particiones coprimas no ordenadas de 12 son (1,12) y (3,4).
- Producen las parejas (8,96) y (24,32).
- Sus sumas son 104 y 56, respectivamente; solo (24,32) cumple el dato adicional.
24+32=56, MCD(24,32)=8 y mcm(24,32)=96.
130 · MCD y producto conocidos
Enumera todas las parejas no ordenadas de naturales cuyo MCD sea 14 y cuyo producto sea 13 720.
Ver solución y comprobación
Obtenemos primero el mcm mediante producto=MCD·mcm y después repartimos bloques coprimos.
- El mcm debe ser 13 720/14=980.
- Al escribir a=14x y b=14y resulta xy=980/14=70=2·5·7 y MCD(x,y)=1.
- Las particiones coprimas no ordenadas son (1,70), (2,35), (5,14) y (7,10).
- Multiplicando cada componente por 14 obtenemos (14,980), (28,490), (70,196) y (98,140).
Cada pareja tiene producto 13 720; sus factores reducidos son coprimos y, por ello, su MCD es exactamente 14.
131 · Mayor divisor con resto común
Halla el mayor divisor natural que deja resto 7 al dividir 187, 271 y 439.
Ver solución y comprobación
Si los tres números dejan resto 7 al dividir entre d, entonces d divide sus diferencias respecto de 7.
- Restamos el resto: 187−7=180, 271−7=264 y 439−7=432.
- Calculamos MCD(180,264)=12.
- Después, MCD(12,432)=12; ese es el mayor divisor común de los tres números ajustados.
- Como 7<12, el valor obtenido puede actuar como divisor con resto 7.
187=12·15+7, 271=12·22+7 y 439=12·36+7.
132 · Todos los divisores con un resto
Determina todos los divisores mayores que 20 que dejan resto 5 tanto al dividir 221 como al dividir 365.
Ver solución y comprobación
Los divisores buscados deben dividir simultáneamente 221−5 y 365−5, y además superar tanto 20 como el resto.
- Calculamos 221−5=216 y 365−5=360.
- MCD(216,360)=72, de modo que todo divisor posible debe ser divisor de 72.
- Los divisores de 72 son 1, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 12, 18, 24, 36 y 72.
- Al conservar solo los mayores que 20 quedan 24, 36 y 72.
221=24·9+5=36·6+5=72·3+5 y 365=24·15+5=36·10+5=72·5+5.
133 · Resto demasiado grande
¿Existe un divisor natural que deje resto 17 al dividir tanto 95 como 161? Razona la imposibilidad completa.
Ver solución y comprobación
Combinamos la divisibilidad de los números ajustados con la condición obligatoria resto menor que divisor.
- Si el divisor es d, debe dividir 95−17=78 y 161−17=144.
- MCD(78,144)=6, así que cualquier d posible sería divisor de 6 y cumpliría d≤6.
- En una división euclídea con resto 17 debe cumplirse d>17.
- Las condiciones d≤6 y d>17 son incompatibles; no existe solución.
78=6·13 y 144=6·24 muestran que 6 es el máximo candidato algebraico, pero 17<6 es falso y el resto no sería válido.
134 · Mismo resto sin conocerlo
Halla todos los divisores d>20 para los que 302 y 446 dejan el mismo resto. Indica también cuál es ese resto en cada caso.
Ver solución y comprobación
Dos números dejan el mismo resto al dividir entre d si y solo si d divide su diferencia.
- La diferencia es 446−302=144; por tanto, d debe ser un divisor de 144.
- Los divisores de 144 mayores que 20 son 24, 36, 48, 72 y 144.
- Como 302=288+14 y 288 es múltiplo de los cinco divisores, el resto de 302 es 14 en todos los casos.
- También 446=432+14 y 432 es múltiplo de los cinco divisores; el resto de 446 coincide y 14<d.
446−302=144 es divisible por los cinco valores, y las igualdades 302=288+14 y 446=432+14 verifican los restos.
135 · Dos ciclos con salida distinta
La señal A se activa en el minuto 4 y después cada 18 minutos. La señal B se activa en el minuto 10 y después cada 24 minutos. Halla la primera coincidencia y el periodo entre coincidencias.
Ver solución y comprobación
Resolvemos las condiciones t=4+18k y t=10+24j, con k y j naturales incluidos el cero; el desfase impide usar solo el mcm como primera respuesta.
- Los primeros tiempos de A son 4, 22, 40, 58, 76, …
- Los primeros tiempos de B son 10, 34, 58, 82, …
- El primer valor común es 58.
- Una vez encontrada una solución, las siguientes se separan mcm(18,24)=72 minutos.
58=4+18·3=10+24·2, y 130=58+72 satisface 130=4+18·7=10+24·5.
136 · Tres ciclos sin encuentro
A se activa en los múltiplos de 12, B en los minutos 6+18k y C en los minutos 10+20j, con k,j∈{0,1,2,…}. ¿Existe algún minuto en el que coincidan las tres señales?
Ver solución y comprobación
Combinamos primero dos ciclos y comprobamos después la compatibilidad de esa familia de tiempos con el tercero.
- Los múltiplos de 12 que también tienen la forma 6+18k empiezan por 24.
- Las coincidencias de A y B son t=24+36n, con n∈{0,1,2,…}, porque mcm(12,18)=36.
- Para coincidir con C exigiríamos 24+36n=10+20j, es decir, 36n+14=20j.
- 36n siempre es múltiplo de 4, de modo que 36n+14 deja resto 2 entre 4; en cambio, 20j es múltiplo de 4. La igualdad es imposible.
Los residuos de 24+36n módulo 4 son siempre 0, mientras que todos los tiempos 10+20j dejan residuo 2 módulo 4.
137 · Contar coincidencias en una ventana
A se activa en t=7+15k y B en t=1+21j, con k,j∈{0,1,2,…}. Determina todas sus coincidencias entre los minutos 0 y 500, ambos incluidos.
Ver solución y comprobación
Buscamos la primera coincidencia y sumamos después el periodo común mcm(15,21).
- Las sucesiones comienzan A: 7, 22, 37, 52, … y B: 1, 22, 43, 64, …; la primera coincidencia es 22.
- MCD(15,21)=3 y la diferencia de inicios 7−1=6 es múltiplo de 3, por lo que sí existen coincidencias.
- El periodo entre soluciones es mcm(15,21)=105.
- Sumando 105 desde 22 y sin superar 500 se obtienen 22, 127, 232, 337 y 442; el siguiente valor, 547, queda fuera.
Hay cinco coincidencias.
442=7+15·29=1+21·21; 547=22+105·5>500 confirma que la lista se detiene en 442.
138 · Diseñar la fase compatible
La señal A se activa en t=5+14k. La señal B se activa en t=s+21j, con k,j∈{0,1,2,…} y una fase entera 0≤s<21. Determina todos los valores de s para los que ambas señales llegan a coincidir; para cada uno, halla la primera coincidencia y el periodo entre coincidencias. Demuestra que la lista es completa.
Ver solución y comprobación
Clasificamos las fases mediante la condición MCD(14,21) divisor de (s−5), y resolvemos después el primer encuentro de cada fase.
- Una coincidencia exige 5+14k=s+21j; por ello s−5=14k−21j debe ser múltiplo de MCD(14,21)=7.
- En 0≤s<21, la congruencia s≡5 (mód. 7) produce exactamente s∈{5,12,19}.
- Para s=5, el primer encuentro es 5; para s=12, es 33=5+14·2=12+21·1; para s=19, es 19=5+14·1=19+21·0.
- Desde cualquier solución, las siguientes se separan mcm(14,21)=42; la congruencia anterior excluye cualquier otra fase.
5=5+14·0=5+21·0, 33=5+14·2=12+21·1 y 19=5+14·1=19+21·0; sumar 42 conserva ambas expresiones.
139 · Una afirmación casi cierta
Valora la afirmación: si MCD(a,b)=1 y a>b, entonces MCD(a+b,a−b)=1. Si es falsa, da un contraejemplo y formula una conclusión correcta.
Ver solución y comprobación
Intentamos deducir qué puede dividir simultáneamente a la suma y a la diferencia, y buscamos después un caso que alcance el valor 2.
- Si c divide a+b y a−b, entonces c divide su suma 2a y su diferencia 2b.
- Como MCD(a,b)=1, se tiene MCD(2a,2b)=2·MCD(a,b)=2; por tanto, c debe dividir a 2.
- Por ello, MCD(a+b,a−b) solo puede ser 1 o 2.
- Con a=5 y b=3 se cumple MCD(5,3)=1, pero MCD(8,2)=2; este contraejemplo refuta la afirmación inicial.
El caso (5,3) produce 2 y el caso (8,3) produce MCD(11,5)=1; los dos valores de la conclusión corregida aparecen realmente.
140 · Laboratorio de divisores y cuadrados
Con calculadora u hoja de cálculo, construye una tabla con el número de divisores de cada natural entre 1 y 100. No necesitas copiar las cien filas en la respuesta: entrega los naturales cuyo recuento sea impar y formula y demuestra una regla que los relacione con los cuadrados perfectos.
Ver solución y comprobación
Primero contamos los divisores y después justificamos qué ocurre en los cuadrados perfectos.
- Creamos una fila por cada n entre 1 y 100 y contamos los d entre 1 y n para los que la división n÷d tiene resto cero.
- Marcamos si el recuento es par o impar y si la raíz cuadrada de n es natural.
- Los únicos recuentos impares aparecen para 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81 y 100.
- Los divisores se emparejan como d y n/d. Solo en un cuadrado aparece una pareja repetida, √n y √n, que deja un divisor sin compañero; por eso el total es impar exactamente en los cuadrados.
Entre 1 y 100 hay 10 cuadrados y la tabla produce exactamente 10 filas con recuento impar; por ejemplo, 36 tiene 9 divisores y 40 tiene 8.
Simulacro de profundización · diez actividades
75 minutos orientativos · Elaboración propia · 10 puntos. La actividad 150 requiere calculadora u hoja de cálculo para realizar la criba. Puntuación por actividad: 141: 1; 142: 0,75; 143: 0,75; 144: 1,5; 145: 0,75; 146: 1,25; 147: 0,75; 148: 1; 149: 0,75; 150: 1,5. En cada una: estrategia 30 %, desarrollo 50 % y comprobación 20 %.
141 · Euclides y control total
Calcula el MCD y el mcm de 3 910 y 2 992 mediante Euclides. Comprueba después ambos resultados con factorización prima.
Ver solución y comprobación
Hallamos primero el MCD con Euclides, deducimos el mcm con la identidad del producto y factorizamos para una verificación independiente.
- 3 910=2 992·1+918, 2 992=918·3+238 y 918=238·3+204.
- 238=204·1+34 y 204=34·6+0; por tanto, MCD=34.
- mcm=(3 910·2 992)/34=344 080.
- Las factorizaciones son 3 910=2·5·17·23 y 2 992=24·11·17; producen MCD=2·17=34 y mcm=24·5·11·17·23=344 080.
34·344 080=11 698 720 y 3 910·2 992=11 698 720.
142 · Cifra doblemente restringida
Completa 8a4b para que sea divisible entre 36 y entre 5. Determina todas las soluciones.
Ver solución y comprobación
Combinamos divisibilidad entre 5 con los criterios de 4 y 9 que forman 36.
- La divisibilidad entre 5 obliga a b=0 o b=5.
- La divisibilidad entre 4 exige que 40+b sea múltiplo de 4; 40 sí lo es y 45 no, por lo que b=0.
- La suma de cifras es 8+a+4+0=12+a y debe ser múltiplo de 9; la única cifra posible es a=6.
- Las restricciones han fijado primero b y después a, así que no existen más soluciones.
El número es 8 640.
8 640/36=240 y 8 640/5=1 728.
143 · Completar un cuadrado con condición
Halla el menor natural positivo m para que 2 160m sea a la vez un cuadrado perfecto y divisible entre 49. Indica también la raíz cuadrada de 2 160m.
Ver solución y comprobación
Factorizamos 2 160 y completamos hasta exponentes pares, incorporando además el factor 72 exigido por la divisibilidad entre 49.
- 2 160=24·33·5.
- Para obtener un cuadrado hay que añadir un factor 3 y un factor 5; el exponente de 2 ya es par.
- La divisibilidad entre 49 exige añadir 72, que conserva par el exponente de 7; así, m mínimo=3·5·72=735.
- Entonces 2 160m=24·34·52·72=(22·32·5·7)2=(1 260)2.
2 160·735=1 587 600=(1 260)2 y 1 587 600÷49=32 400. Cada factor de 735 está forzado por la paridad o por 49.
144 · Divisibles por exactamente uno
Sin enumerar los 360 casos, determina cuántos naturales n con 1≤n≤360 son divisibles por exactamente uno de 4, 6 y 9. Justifica que el recuento no duplica ni omite casos.
Ver solución y comprobación
Separamos «exactamente uno» en tres casos disjuntos y aplicamos inclusión-exclusión; comprobamos después mediante periodicidad módulo 36.
- Sean A, B y C los múltiplos de 4, 6 y 9. En 1≤n≤360: |A|=90, |B|=60, |C|=40; |A∩B|=30, |A∩C|=10, |B∩C|=20 y |A∩B∩C|=10, usando los mcm 12, 36, 18 y 36.
- Solo entre 4: 90−30−10+10=60.
- Solo entre 6: 60−30−20+10=20; solo entre 9: 40−10−20+10=20.
- Los tres grupos son disjuntos y agotan la condición; en total, 60+20+20=100.
La condición se repite cada mcm(4,6,9)=36. En 1–36 la cumplen 4, 6, 8, 9, 16, 20, 27, 28, 30 y 32; diez bloques completos dan 10·10=100.
145 · Primalidad con una cota finita
Decide si 323 es primo sin probar todos los naturales menores que él. Justifica hasta dónde hay que buscar y, si resulta compuesto, da su factorización prima.
Ver solución y comprobación
Si 323 fuera compuesto, tendría algún divisor primo no mayor que √323; basta revisar una lista finita.
- Como 172=289<323<324=182, basta probar 2, 3, 5, 7, 11, 13 y 17.
- No lo dividen 2, 3 ni 5: es impar, la suma de cifras es 8 y no termina en 0 o 5.
- Tampoco 7, 11 ni 13: 323=7·46+1=11·29+4=13·24+11.
- Sí lo divide 17: 323=17·19; ambos factores son primos.
17·19=17·(20−1)=340−17=323; el divisor propio 17 descarta concluyentemente la primalidad.
146 · Coincidencia triple desfasada
Tres señales se activan en los siguientes instantes, con t medido en minutos: t=2+12k, t=8+18j y t=10+20h, con k,j,h∈{0,1,2,…}. Halla la primera coincidencia y el periodo de repetición de las coincidencias triples.
Ver solución y comprobación
Resolvemos primero las dos primeras condiciones y cruzamos después su familia de soluciones con el tercer ciclo.
- Las dos primeras señales coinciden por primera vez en 26, pues 26=2+12·2=8+18·1.
- Sus coincidencias forman t=26+36n, con n∈{0,1,2,…}, ya que mcm(12,18)=36.
- Probamos esa sucesión módulo 20: 26, 62, 98, 134 y 170; el primer término que deja resto 10 es 170.
- El periodo triple es mcm(12,18,20)=180 minutos.
170=2+12·14=8+18·9=10+20·8, y 350=170+180 satisface de nuevo las tres expresiones.
147 · Diagnóstico de no coincidencia
Una señal aparece en t=5+18k y otra en t=12+30j, con k,j∈{0,1,2,…}. Decide si alguna vez coinciden y demuestra la respuesta sin listas largas.
Ver solución y comprobación
Aplicamos la condición de compatibilidad: la diferencia de fases debe ser divisible por el MCD de los periodos.
- Una coincidencia exigiría 5+18k=12+30j.
- Al reorganizar resulta 18k−30j=7.
- El lado izquierdo es siempre múltiplo de MCD(18,30)=6.
- Como 7 no es múltiplo de 6, la igualdad es imposible para cualesquiera naturales k y j.
Los tiempos de la primera señal dejan resto 5 módulo 6 y los de la segunda dejan resto 0 módulo 6; esos residuos nunca pueden ser iguales.
148 · Producto y coprimalidad
Demuestra para naturales positivos que mcm(a,b)=a·b si y solo si MCD(a,b)=1. Verifica la equivalencia con 84 y 25, y contrástala con 84 y 30.
Ver solución y comprobación
Partimos de la identidad fundamental del MCD y el mcm y demostramos las dos direcciones.
- Si MCD(a,b)=1, la identidad da 1·mcm(a,b)=a·b y, por tanto, mcm(a,b)=a·b.
- Recíprocamente, si mcm(a,b)=a·b, la identidad queda MCD(a,b)·a·b=a·b.
- Como a·b es positivo, podemos dividir y obtener MCD(a,b)=1.
- Para 84 y 25, el MCD es 1 y el mcm es 2 100=84·25; para 84 y 30, el MCD es 6 y el mcm es 420, distinto de 2 520.
84·25=2 100 y MCD(84,25)·mcm(84,25)=1·2 100; 6·420=2 520=84·30 en el segundo caso.
149 · Cuatro factorizaciones posibles
Halla todos los números N<5 000 que tienen exactamente tres factores primos distintos, son de la forma 2a·3b·5 y poseen 24 divisores positivos.
Ver solución y comprobación
La presencia exacta de 2, 3 y 5 exige a,b≥1; resolvemos la ecuación del número de divisores y calculamos cada caso.
- El número de divisores es (a+1)(b+1)(1+1)=24, luego (a+1)(b+1)=12.
- Con a,b≥1, las parejas posibles son (a,b)=(1,5), (5,1), (2,3) y (3,2).
- Los números correspondientes son 2·35·5=2 430, 25·3·5=480, 22·33·5=540 y 23·32·5=360.
- Los cuatro son menores que 5 000 y las demás parejas de factores de 12 harían a=0 o b=0, eliminando uno de los tres primos.
2 430 tiene 2·6·2=24 divisores; 480, 6·2·2=24; 540, 3·4·2=24; y 360, 4·3·2=24. Las cuatro factorizaciones contienen 2, 3 y 5.
150 · Criba digital y primos gemelos
Construye en una hoja de cálculo la criba de Eratóstenes desde 2 hasta 200. Indica cuántos primos quedan, escribe la lista completa y localiza todas las parejas de primos gemelos cuyos dos términos estén entre 100 y 200. Justifica por qué basta tachar múltiplos de ciertos primos.
Ver solución y comprobación
Aplicamos la criba, anotamos los primos que quedan y explicamos por qué no hace falta seguir tachando.
- Escribimos 2–200 y tachamos, desde cada primo superviviente, sus múltiplos a partir de su cuadrado. Basta usar 2, 3, 5, 7, 11 y 13, pues √200<15.
- Los 46 supervivientes son 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97, 101, 103, 107, 109, 113, 127, 131, 137, 139, 149, 151, 157, 163, 167, 173, 179, 181, 191, 193, 197 y 199.
- Filtramos parejas p y p+2 con ambos términos mayores o iguales que 100: (101,103), (107,109), (137,139), (149,151), (179,181), (191,193) y (197,199).
- Todo compuesto n≤200 tiene algún divisor primo menor o igual que √n≤√200; por tanto, si no fue tachado por 2, 3, 5, 7, 11 o 13, es primo y la lista es completa.
Hay siete parejas de primos gemelos íntegramente situadas entre 100 y 200.
La lista contiene 46 valores; cada diferencia dentro de las siete parejas es 2. Los seis primos de cribado son exactamente los primos menores o iguales que √200.
Errores que conviene detectar al corregir
- Confundir dirección. Si 5 divide a 40, es 40 el múltiplo y 5 el divisor.
- Aplicar MCD o mcm por una palabra aislada. Escribe qué representa el valor obtenido.
- Comprobar solo el producto. MCD·mcm=a·b no valida dos valores propuestos sin justificar al menos uno de ellos.
- Olvidar una restricción. El resto debe ser menor que el divisor y una cifra inicial no puede ser cero.
- Suponer que todos los ciclos empiezan juntos. Anota el instante inicial de cada uno antes de buscar coincidencias.
Continúa por la duda que necesitas resolver
Prerrequisito.
Prerrequisito puntual.
Aplicación.
Preguntas frecuentes
¿Por qué los factores reducidos tienen que ser coprimos?
Si a=d·x y b=d·y, un divisor común de x e y mayor que 1 haría que a y b compartieran un divisor mayor que d. Por eso d solo será el MCD cuando MCD(x,y)=1.
¿El producto MCD·mcm demuestra que he acertado?
Es una comprobación necesaria para dos números positivos, pero muchas parejas de valores tienen el mismo producto. Hay que justificar además que se trata del mayor divisor común y del menor múltiplo común positivo.
¿Por qué el resto debe ser menor que el divisor?
La división euclídea exige 0 ≤ r < d. Si r ≥ d, todavía se podría aumentar el cociente. Encontrar un divisor de N−r no basta si no se verifica esa desigualdad.
¿Cuándo no basta calcular el mcm de dos periodos?
Cuando los ciclos empiezan en momentos diferentes. Primero hay que comprobar que sus fases permiten coincidir y hallar la primera coincidencia. El mcm da el periodo entre coincidencias, no ese primer instante.
Alcance y fuentes
Ejercicios y desarrollos de la colección Marlu. El marco estatal de ESO incluye factores, múltiplos, divisores y factorización en primos para resolver problemas. La distribución por curso depende de la concreción autonómica y del centro.
Real Decreto 217/2022 · Matemáticas · Saberes de primero a tercero de ESO. Los problemas de investigación se identifican como ampliación. El simulacro es propio.
Registro de práctica
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| Ejercicio | Primer intento | Error que corregir | Segundo intento |
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