Przejdź do treści

Podzielność liczb na maturze - cechy, reszty i zadania CKE

Cechy podzielności, reszty z dzielenia i postacie ogólne liczb, a do tego siedem prawdziwych zadań dowodowych z arkuszy CKE rozwiązanych krok po kroku.

Czas czytania: 11 min czytania
Opublikowano: Zaktualizowano:

Liczba całkowita aa jest podzielna przez liczbę b≠0b \neq 0 wtedy, gdy istnieje liczba całkowita kk taka, że a=b⋅ka = b \cdot k. Na maturze z matematyki podzielność sprawdzana jest przede wszystkim w zadaniach otwartych typu "wykaż, że liczba jest podzielna przez 6", a schemat rozwiązania jest zawsze ten sam: zapisz liczbę w postaci ogólnej, przekształć wyrażenie i wyłącz dzielnik przed nawias. Jeśli w nawiasie zostanie liczba całkowita, dowód jest skończony.

To jeden z najbardziej przewidywalnych tematów całego arkusza. Przejrzeliśmy 2376 zadań CKE z naszej bazy: podzielności i reszt dotyczy 64 z nich, a zadanie dowodowe z podzielności regularnie wraca w kolejnych sesjach: w maju 2023, maju 2024, czerwcu 2024, sierpniu 2024, maju 2025 i czerwcu 2025. Niżej rozłożymy na czynniki siedem takich zadań, wszystkie z prawdziwych arkuszy.

Co dokładnie znaczy, że liczba jest podzielna przez inną

Podzielność to istnienie całkowitego ilorazu, a nie "ładny wynik na kalkulatorze". Zapis b∣ab \mid a czytamy jako "b dzieli a" i oznacza, że a=b⋅ka = b \cdot k dla pewnej liczby całkowitej kk. Dlatego w dowodzie nie wystarczy pokazać, że dzielenie wychodzi bez przecinka dla kilku liczb. Trzeba pokazać, że wyrażenie da się zapisać jako dzielnik razy coś całkowitego.

Cała maturalna technika sprowadza się do jednego ruchu: doprowadź wyrażenie do postaci

dzielnik⋅(cosˊ całkowitego)\text{dzielnik} \cdot (\text{coś całkowitego})

Jeśli to się uda, zadanie jest zrobione. Jeśli nie, zwykle znaczy to, że źle wybrałeś postać ogólną liczby na starcie.

Cechy podzielności, które musisz znać na pamięć

Cechy podzielności pozwalają rozstrzygnąć podzielność bez wykonywania dzielenia, patrząc tylko na cyfry liczby. Na maturze przydają się głównie w zadaniach zamkniętych i w kombinatoryce, gdzie trzeba policzyć, ile liczb z danego zbioru dzieli się przez 3 albo przez 6.

DzielnikCecha podzielnościPrzykład
2ostatnia cyfra jest parzysta4738
3suma cyfr dzieli się przez 35124, bo 5+1+2+4=125+1+2+4=12
4liczba z dwóch ostatnich cyfr dzieli się przez 43116, bo 16=4⋅416 = 4 \cdot 4
5ostatnia cyfra to 0 albo 52045
6liczba dzieli się jednocześnie przez 2 i przez 31314
8liczba z trzech ostatnich cyfr dzieli się przez 85240, bo 240=8⋅30240 = 8 \cdot 30
9suma cyfr dzieli się przez 97182, bo 7+1+8+2=187+1+8+2=18
10ostatnia cyfra to 09870
25dwie ostatnie cyfry to 00, 25, 50 albo 751375

Cecha dla 6 działa, bo 2 i 3 nie mają wspólnego dzielnika większego od 1. Ta sama sztuczka daje cechę dla 15 (podzielność przez 3 i przez 5) czy dla 12 (przez 3 i przez 4). Nie działa natomiast dla par, które mają wspólny czynnik, o czym więcej w sekcji o pułapkach.

Jak zapisać liczbę w postaci ogólnej

Postać ogólna to zapis liczby przez jedną zmienną całkowitą, który z góry gwarantuje jej własność. Bez tego kroku nie ruszysz żadnego dowodu, bo nie da się operować na "dowolnej liczbie parzystej", dopóki nie nadasz jej wzoru. Ten mały słownik załatwia praktycznie wszystkie zadania maturalne:

  • •liczba parzysta: 2k2k
  • •liczba nieparzysta: 2k+12k+1 (albo 2k−12k-1, wychodzi na to samo)
  • •dwie kolejne liczby całkowite: nn i n+1n+1
  • •trzy kolejne liczby całkowite: nn, n+1n+1, n+2n+2
  • •dwie kolejne liczby nieparzyste: 2k+12k+1 i 2k+32k+3
  • •liczba podzielna przez 5: 5k5k
  • •liczba dająca resztę 2 przy dzieleniu przez 5: 5k+25k+2
  • •liczba dwucyfrowa o cyfrach aa i bb: 10a+b10a + b

Zapamiętaj dwa fakty, które same w sobie rozwiązują połowę zadań. Wśród dwóch kolejnych liczb całkowitych zawsze jest jedna parzysta, więc ich iloczyn dzieli się przez 2. Wśród trzech kolejnych liczb całkowitych zawsze jest jedna podzielna przez 3 i co najmniej jedna parzysta, więc ich iloczyn dzieli się przez 6.

Reszta z dzielenia i jak ją zapisać

Reszta z dzielenia liczby aa przez bb to liczba rr spełniająca a=b⋅k+ra = b \cdot k + r, przy czym 0⩽r<b0 \leqslant r < b. Kluczowy jest ten drugi warunek: reszta nigdy nie jest równa dzielnikowi ani większa od niego. Dlatego zdanie "reszta 5 z dzielenia przez 5" nie ma sensu, bo taka liczba jest po prostu podzielna przez 5.

W dowodach reszta pełni tę samą rolę co postać ogólna. Gdy masz wykazać, że liczba przy dzieleniu przez 5 daje resztę 2, celujesz w zapis 5⋅(cosˊ całkowitego)+25 \cdot (\text{coś całkowitego}) + 2. Gdy w treści pada założenie o reszcie, od razu zamień je na wzór: "a przy dzieleniu przez 5 daje resztę 1" to a=5k+1a = 5k+1.

Przykład 1: kwadrat liczby nieparzystej pomniejszony o 1

0/7

Wykaż, że dla każdej liczby naturalnej n⩾1n \geqslant 1 liczba (2n+1)2−1(2n+1)^2 - 1 jest podzielna przez 8. To zadanie z matury maj 2023.

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    rozwiń kwadrat sumy

    Korzystasz ze wzorów skróconego mnożenia: (2n+1)2=4n2+4n+1(2n+1)^2 = 4n^2 + 4n + 1.

  2. Krok 2

    uprość wyrażenie

    (2n+1)2−1=4n2+4n+1−1=4n2+4n(2n+1)^2 - 1 = 4n^2 + 4n + 1 - 1 = 4n^2 + 4n.

  3. Krok 3

    wyłącz wspólny czynnik

    4n2+4n=4n(n+1)4n^2 + 4n = 4n(n+1)
  4. Krok 4

    dobij dowód argumentem o kolejnych liczbach

    Liczby nn i n+1n+1 są kolejne, więc jedna z nich jest parzysta i n(n+1)=2mn(n+1) = 2m dla pewnej liczby całkowitej mm. Stąd 4n(n+1)=4⋅2m=8m4n(n+1) = 4 \cdot 2m = 8m, czyli liczba jest podzielna przez 8. Koniec dowodu.

Przykład 2: iloczyn trzech kolejnych liczb

0/7

Wykaż, że dla każdej liczby naturalnej n⩾1n \geqslant 1 liczba n(n2+3n+2)n(n^2+3n+2) jest podzielna przez 6. To zadanie z arkusza CKE 2025 na poziomie podstawowym.

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    rozłóż nawias na czynniki

    Trójmian n2+3n+2n^2+3n+2 ma pierwiastki −1-1 i −2-2, więc n2+3n+2=(n+1)(n+2)n^2+3n+2 = (n+1)(n+2).

  2. Krok 2

    zapisz całość jako iloczyn

    n(n2+3n+2)=n(n+1)(n+2)n(n^2+3n+2) = n(n+1)(n+2)
  3. Krok 3

    zauważ, że to trzy kolejne liczby

    Wśród trzech kolejnych liczb całkowitych dokładnie jedna dzieli się przez 3, a co najmniej jedna jest parzysta.

  4. Krok 4

    połącz oba warunki

    Iloczyn dzieli się więc jednocześnie przez 2 i przez 3, a te liczby nie mają wspólnego dzielnika większego od 1, zatem dzieli się przez 2⋅3=62 \cdot 3 = 6. Koniec dowodu.

Przykład 3: dowód reszty z dzielenia

0/7

Udowodnij, że dla każdej liczby naturalnej nn liczba 20n2+30n+720n^2+30n+7 przy dzieleniu przez 5 daje resztę 2. To zadanie z arkusza CKE 2023, a w arkuszu CKE 2025 wróciło w przebraniu jako (3n+5)2+11n2−18(3n+5)^2+11n^2-18, bo po rozwinięciu to dokładnie ta sama liczba. Dobry powód, żeby ten schemat znać na pamięć.

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    ustal cel

    Chcesz zapisać wyrażenie w postaci 5⋅(liczba całkowita)+25 \cdot (\text{liczba całkowita}) + 2.

  2. Krok 2

    rozbij wyraz wolny

    Liczba 7 to 5+25 + 2, więc 20n2+30n+7=20n2+30n+5+220n^2+30n+7 = 20n^2+30n+5+2.

  3. Krok 3

    wyłącz 5 przed nawias

    20n2+30n+5+2=5(4n2+6n+1)+220n^2+30n+5+2 = 5(4n^2+6n+1) + 2
  4. Krok 4

    uzasadnij zakończenie

    Wyrażenie 4n2+6n+14n^2+6n+1 jest liczbą całkowitą dla każdej liczby naturalnej nn, a reszta 2 spełnia warunek 0⩽2<50 \leqslant 2 < 5. Zatem badana liczba daje przy dzieleniu przez 5 resztę 2. Koniec dowodu.

Przykład 4: dowód z założeniem o nieparzystości

0/7

Wykaż, że dla każdej nieparzystej liczby naturalnej nn liczba 3n2+2n+73n^2+2n+7 jest podzielna przez 4. To zadanie z matury maj 2025.

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    wykorzystaj założenie

    Skoro nn jest nieparzysta, to n=2k+1n = 2k+1 dla pewnej liczby całkowitej k⩾0k \geqslant 0.

  2. Krok 2

    podstaw i rozwiń

    3(2k+1)2+2(2k+1)+7=3(4k2+4k+1)+4k+2+73(2k+1)^2 + 2(2k+1) + 7 = 3(4k^2+4k+1) + 4k + 2 + 7
  3. Krok 3

    uporządkuj wyrazy podobne

    12k2+12k+3+4k+9=12k2+16k+1212k^2 + 12k + 3 + 4k + 9 = 12k^2 + 16k + 12.

  4. Krok 4

    wyłącz dzielnik

    12k2+16k+12=4(3k2+4k+3)12k^2+16k+12 = 4(3k^2+4k+3), a nawias jest liczbą całkowitą. Zatem liczba dzieli się przez 4. Koniec dowodu. Zwróć uwagę, że bez podstawienia n=2k+1n = 2k+1 teza jest fałszywa: dla n=2n = 2 dostajesz 23, które przez 4 się nie dzieli. Założenie z treści jest tu niezbędne.

Przykład 5: różnica kwadratów i reszty w założeniach

0/7

Wykaż, że dla każdej liczby całkowitej aa, która przy dzieleniu przez 5 daje resztę 1, i dla każdej liczby całkowitej bb, która przy dzieleniu przez 5 daje resztę 4, liczba a2−b2a^2-b^2 jest podzielna przez 5. To zadanie z matury czerwiec 2025.

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    zamień założenia na wzory

    a=5k+1a = 5k+1 oraz b=5m+4b = 5m+4, gdzie kk i mm są całkowite. Uwaga: potrzebujesz dwóch różnych liter, bo aa i bb nie muszą być powiązane.

  2. Krok 2

    policz oba kwadraty

    a2=25k2+10k+1a^2 = 25k^2+10k+1 oraz b2=25m2+40m+16b^2 = 25m^2+40m+16.

  3. Krok 3

    odejmij i uporządkuj

    a2−b2=25k2+10k+1−25m2−40m−16=25k2+10k−25m2−40m−15a^2-b^2 = 25k^2+10k+1-25m^2-40m-16 = 25k^2+10k-25m^2-40m-15
  4. Krok 4

    wyłącz 5 przed nawias

    5(5k2+2k−5m2−8m−3)5(5k^2+2k-5m^2-8m-3), a nawias jest liczbą całkowitą, więc różnica dzieli się przez 5. Koniec dowodu.

Przykład 6: trudniejszy wariant z dwiema kolejnymi liczbami

0/7

Rozważmy dwie kolejne liczby naturalne aa i bb takie, że a<ba < b oraz obie są niepodzielne przez 3. Udowodnij, że liczba a2+11ab+b2a^2+11ab+b^2 jest podzielna przez 9. To zadanie z arkusza CKE 2025 i najtrudniejszy typ w tym zestawie.

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    przetłumacz założenie na postać ogólną

    Kolejne liczby dają kolejne reszty z dzielenia przez 3. Skoro obie są niepodzielne przez 3, jedyna możliwość to reszty 1 i 2, czyli a=3k+1a = 3k+1 oraz b=3k+2b = 3k+2.

  2. Krok 2

    policz składniki osobno

    a2=9k2+6k+1a^2 = 9k^2+6k+1, b2=9k2+12k+4b^2 = 9k^2+12k+4, a iloczyn ab=(3k+1)(3k+2)=9k2+9k+2ab = (3k+1)(3k+2) = 9k^2+9k+2.

  3. Krok 3

    zsumuj według wzoru

    a2+11ab+b2=9k2+6k+1+11(9k2+9k+2)+9k2+12k+4=117k2+117k+27a^2+11ab+b^2 = 9k^2+6k+1 + 11(9k^2+9k+2) + 9k^2+12k+4 = 117k^2+117k+27
  4. Krok 4

    wyłącz 9 przed nawias

    117k2+117k+27=9(13k2+13k+3)117k^2+117k+27 = 9(13k^2+13k+3), a nawias jest liczbą całkowitą. Zatem liczba dzieli się przez 9. Koniec dowodu.

Przykład 7: podzielność sumy potęg

0/7

Wykaż, że liczba 2100+449+16242^{100}+4^{49}+16^{24} jest podzielna przez 21. To zadanie z matury próbnej CKE grudzień 2024.

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    sprowadź wszystko do jednej podstawy

    449=(22)49=2984^{49} = (2^2)^{49} = 2^{98} oraz 1624=(24)24=29616^{24} = (2^4)^{24} = 2^{96}. Reguły działań na potęgach powtórzysz w tekście o potęgach o wykładniku wymiernym i ujemnym.

  2. Krok 2

    wyłącz najniższą potęgę

    Najniższy wykładnik to 96, więc

    2100+298+296=296(24+22+1)2^{100}+2^{98}+2^{96} = 2^{96}(2^4+2^2+1)
  3. Krok 3

    policz nawias

    24+22+1=16+4+1=212^4+2^2+1 = 16+4+1 = 21.

  4. Krok 4

    zakończ

    Otrzymujesz 296⋅212^{96} \cdot 21, czyli iloczyn liczby całkowitej i liczby 21, więc suma dzieli się przez 21. Koniec dowodu. Ten sam manewr, czyli wyłączenie najniższej potęgi, działa w praktycznie każdym zadaniu o podzielności sumy potęg tej samej liczby.

NWD i NWW, czyli podzielność w drugą stronę

Największy wspólny dzielnik (NWD) to iloczyn wspólnych czynników pierwszych z najmniejszymi wykładnikami, a najmniejsza wspólna wielokrotność (NWW) to iloczyn wszystkich czynników pierwszych z największymi wykładnikami. Najprościej policzyć oba naraz z rozkładu na czynniki pierwsze.

Weź liczby 84 i 120. Rozkładasz je: 84=22⋅3⋅784 = 2^2 \cdot 3 \cdot 7 oraz 120=23⋅3⋅5120 = 2^3 \cdot 3 \cdot 5. Wspólne czynniki z niższymi wykładnikami dają NWD(84,120)=22⋅3=12\mathrm{NWD}(84,120) = 2^2 \cdot 3 = 12. Wszystkie czynniki z wyższymi wykładnikami dają NWW(84,120)=23⋅3⋅5⋅7=840\mathrm{NWW}(84,120) = 2^3 \cdot 3 \cdot 5 \cdot 7 = 840. Kontrola: zawsze zachodzi NWD(a,b)⋅NWW(a,b)=a⋅b\mathrm{NWD}(a,b) \cdot \mathrm{NWW}(a,b) = a \cdot b, a tutaj 12⋅840=10080=84⋅12012 \cdot 840 = 10080 = 84 \cdot 120.

Typowe pułapki w zadaniach o podzielności

Sprawdzenie kilku przykładów to nie jest dowód. Pokazanie, że teza działa dla n=1n=1, n=2n=2 i n=3n=3, daje zero punktów w zadaniu na wykazanie. Musisz operować na postaci ogólnej. Więcej o zapisie takich rozwiązań znajdziesz w poradniku o tym, jak pisać dowody matematyczne na maturze.

Z podzielności przez 4 i przez 6 nie wynika podzielność przez 24. Liczba 12 dzieli się przez 4 i przez 6, ale przez 24 już nie. Sklejanie dzielników działa tylko wtedy, gdy nie mają wspólnego czynnika, jak 2 i 3 przy szóstce.

Ta sama litera dla dwóch niezależnych liczb. Jeśli w treści są dwie liczby o różnych własnościach, każda potrzebuje własnego parametru, jak 5k+15k+1 i 5m+45m+4 w przykładzie 5. Użycie jednej litery zawęża dowód do szczególnego przypadku i psuje całe rozumowanie.

Reszta większa lub równa dzielnikowi. Reszta z dzielenia przez 5 może wynosić tylko 0, 1, 2, 3 albo 4. Jeśli w rachunkach wyszło ci 5k+75k+7, przekształć to na 5(k+1)+25(k+1)+2.

Zapomniane zakończenie dowodu. Po wyłączeniu dzielnika trzeba jeszcze napisać, że wyrażenie w nawiasie jest liczbą całkowitą. To jedno zdanie, a bez niego rozwiązanie bywa uznane za niepełne. Ta sama zasada dotyczy wszystkich zadań otwartych na maturze z matematyki.

Najczęstsze pytania

Jak wykazać, że liczba jest podzielna przez 6?

Pokaż, że dzieli się jednocześnie przez 2 i przez 3, albo doprowadź wyrażenie do postaci 6⋅(liczba całkowita)6 \cdot (\text{liczba całkowita}). Najczęstszy schemat maturalny to sprowadzenie wyrażenia do iloczynu trzech kolejnych liczb całkowitych, bo wśród nich zawsze jest liczba parzysta i liczba podzielna przez 3.

Co znaczy, że liczba przy dzieleniu przez 5 daje resztę 2?

Znaczy, że da się ją zapisać jako 5k+25k+2, gdzie kk jest liczbą całkowitą. W dowodzie zamieniasz takie zdanie z treści na wzór już w pierwszej linijce, a jeśli masz resztę wykazać, celujesz w zapis 5⋅(cosˊ całkowitego)+25 \cdot (\text{coś całkowitego}) + 2.

Czy sprawdzenie kilku liczb wystarczy jako dowód na maturze?

Nie. Zadanie na wykazanie wymaga argumentu dla każdej liczby spełniającej założenia, więc pracujesz na postaci ogólnej. Podstawienie konkretnych liczb ma sens tylko jako kontrola własnego rachunku na brudnopisie albo jako kontrprzykład, gdy teza jest fałszywa.

Jak zapisać liczbę parzystą i nieparzystą w dowodzie?

Liczba parzysta to 2k2k, a nieparzysta to 2k+12k+1, gdzie kk jest liczbą całkowitą. Gdy w zadaniu występują dwie kolejne liczby nieparzyste, użyj 2k+12k+1 i 2k+32k+3, bo różnią się o 2, a nie o 1.

Czy z podzielności przez 4 i przez 6 wynika podzielność przez 24?

Nie, bo 4 i 6 mają wspólny czynnik 2. Kontrprzykład to 12. Mnożyć dzielniki wolno tylko wtedy, gdy są względnie pierwsze, czyli ich największy wspólny dzielnik wynosi 1, jak w parze 2 i 3.

Jak sprawdzić podzielność przez 3 bez dzielenia?

Dodaj wszystkie cyfry liczby. Jeśli suma dzieli się przez 3, to liczba też. Dla 5124 suma cyfr wynosi 12, więc liczba dzieli się przez 3. Ta sama metoda z sumą cyfr działa dla 9, tyle że tam suma musi dzielić się przez 9.

Jak znaleźć ostatnią cyfrę wysokiej potęgi?

Wypisz kilka pierwszych potęg i znajdź cykl ostatnich cyfr. Dla siódemki cykl ma długość 4: 7, 9, 3, 1. Dzielisz wykładnik przez 4 i patrzysz na resztę, więc dla 720277^{2027} reszta wynosi 2 i ostatnią cyfrą jest 9.

Czym różni się NWD od NWW?

NWD to największa liczba, przez którą dzielą się obie liczby, a NWW to najmniejsza liczba, która dzieli się przez obie. Oba wyznaczysz z rozkładu na czynniki pierwsze, a poprawność sprawdzisz zależnością NWD(a,b)⋅NWW(a,b)=a⋅b\mathrm{NWD}(a,b) \cdot \mathrm{NWW}(a,b) = a \cdot b.

Checklista: co musisz umieć

  • Zapisać liczbę parzystą, nieparzystą, kolejne liczby całkowite i liczbę o zadanej reszcie w postaci ogólnej.
  • Rozwinąć kwadrat sumy i uporządkować wyrazy podobne bez błędu rachunkowego.
  • Wyłączyć dzielnik przed nawias i nazwać to, co zostało, liczbą całkowitą.
  • Uzasadnić podzielność przez 6 argumentem o trzech kolejnych liczbach.
  • Zamienić założenie o reszcie na wzór postaci 5k+25k+2 i wrócić z rachunku do postaci z resztą.
  • Wyłączyć najniższą potęgę w zadaniu o sumie potęg tej samej liczby.
  • Znać cechy podzielności przez 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 i 25.
  • Policzyć NWD i NWW z rozkładu na czynniki pierwsze.

Kolejny krok to praktyka na prawdziwych arkuszach. Zacznij od zadań z liczb rzeczywistych z rozwiązaniami, a potem przerób cały zestaw zadań dowodowych CKE krok po kroku. Jeśli chcesz najpierw uporządkować teorię działu, wróć do przewodnika o liczbach rzeczywistych, przedziałach i wartości bezwzględnej oraz do bazy zadań CKE z liczb rzeczywistych.

Następny krok Losuj kolejne zadanie

Kategoria: Liczby rzeczywiste

Zobacz wszystkie

Przestań szukać, zacznij ćwiczyć

Masz tu wszystko czego potrzebujesz do matury. Prawdziwe zadania CKE z rozwiązaniami krok po kroku, filmy i śledzenie postępu.

2916

zadań CKE

2916

rozwiązań

2401

filmów

Ćwicz w aplikacji Sprawna Matura

Te same zadania CKE z rozwiązaniami, brudnopis i kalkulator, także offline.

Pobierz z App StorePobierz z Google Play