03. 소인수분해로 약수의 개수 구하기
안녕하세요! 수학의 비밀을 파헤치는 친구들! 지난 시간 배운 소인수분해, 잘 기억하고 있죠? 오늘은 소인수분해를 이용해서 어떤 수의 약수를 모두 찾고, 약수의 개수까지 한 번에 구하는 마법 같은 방법을 배워볼 거예요. 이제 큰 수의 약수도 두렵지 않아요!
⭐ 핵심만 정리 ⭐
오늘의 핵심 공식, 이것만은 꼭 기억하세요!
어떤 자연수 N이 \(N = a^m \times b^n\) 으로 소인수분해될 때 (단, a, b는 서로 다른 소수),
- N의 약수 구하기: (\(a^m\)의 약수)와 (\(b^n\)의 약수)를 서로 곱해서 만들 수 있어요.
- N의 약수의 개수 구하기: 각 소인수의 (지수+1)을 구해서 모두 곱해주면 끝!
\((m + 1) \times (n + 1)\)
원리 이해: 표를 이용해서 약수 구하기 🗺️
공식을 그냥 외우기보다 원리를 이해하면 절대 잊어버리지 않겠죠? 소인수분해와 표를 이용해서 수의 모든 약수를 찾는 방법을 알아봅시다. 20의 약수를 예로 들어볼게요.
개념정리 1. 표를 이용한 약수 찾기
자연수의 약수는 그 수를 이루는 소인수들의 약수들의 곱으로 이루어져 있어요. 말이 조금 어렵지만, 표를 보면 바로 이해될 거예요!
- 1단계: 소인수분해 하기
먼저 20을 소인수분해해요. \(20 = 4 \times 5 = 2^2 \times 5^1\) - 2단계: 각 소인수의 약수 나열하기
– \(2^2\)의 약수: 1, 2, \(2^2\)(즉, 4)
– \(5^1\)의 약수: 1, 5 - 3단계: 표 만들고 곱하기
가로줄에는 \(2^2\)의 약수를, 세로줄에는 \(5^1\)의 약수를 쓰고 서로 곱해 표를 채워요.× 1 2 4 (\(2^2\)) 1 1 2 4 5 5 10 20
어때요? 표 안에 있는 1, 2, 4, 5, 10, 20이 바로 20의 모든 약수랍니다! 정말 신기하죠?
공식 활용: 약수의 개수 초고속으로 구하기 ⚡
매번 표를 그릴 수는 없으니, 이번엔 개수만 빠르게 구하는 공식을 알아볼게요. 위에서 만든 표를 다시 보세요. 가로 3칸, 세로 2칸이라 총 \(3 \times 2 = 6\)개의 약수가 나왔죠? 이 칸의 수가 바로 공식의 비밀이랍니다!
개념정리 2. 약수의 개수 구하는 공식
자연수를 소인수분해한 뒤, 각각의 지수에 1씩 더해서 곱해주면 그게 바로 약수의 개수가 됩니다!
\(N = a^m \times b^n \times c^l \Rightarrow\) 약수의 개수 = \((m+1) \times (n+1) \times (l+1)\)
\(72 = 8 \times 9 = 2^3 \times 3^2\)
지수는 3과 2네요. 각각 1을 더해서 곱하면?
약수의 개수 = \((3+1) \times (2+1) = 4 \times 3 = 12\)개
\(54 = 2 \times 27 = 2^1 \times 3^3\)
지수는 1과 3입니다.
약수의 개수 = \((1+1) \times (3+1) = 2 \times 4 = 8\)개
참고
만약 소인수가 하나뿐이라면?
예를 들어 \(3^4\)의 약수의 개수는? 지수가 4 하나뿐이니 그냥 \((4+1) = 5\)개입니다. 정말 간단하죠?
개념확인 🧐
자, 이제 직접 풀어보며 오늘 배운 내용을 확인해볼 시간이에요!
Q1. 100을 소인수분해하고, 약수의 개수를 구해보세요.
\(100 = 10^2 = (2 \times 5)^2 = 2^2 \times 5^2\).
따라서 약수의 개수는 \((2+1) \times (2+1) = 3 \times 3 = 9\)개 입니다.
Q2. 소인수분해를 이용하여 50의 약수를 모두 구해보세요.
\(50 = 2 \times 25 = 2^1 \times 5^2\) 입니다.
\(2^1\)의 약수는 1, 2이고 \(5^2\)의 약수는 1, 5, 25입니다.
표를 이용하면, 50의 약수는 1, 2, 5, 10, 25, 50 입니다.
오늘 배운 공식을 이용하면 아무리 큰 수라도 약수의 개수를 쉽게 구할 수 있겠죠? 수학은 원리를 이해하고 공식을 활용하면 정말 재미있는 과목이랍니다. 다음 시간에도 흥미로운 수학 개념으로 만나요! 👋