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倍数
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数学において、数 a の倍数(ばいすう、英:multiple)とは、a を整数倍した数、あるいはそれらの総称である。つまり、
- … −3a, −2a , −a, 0, a, 2a, 3a, …
を指す。a ≠ 0 ならば、a の倍数は無数に存在する。
a を整数に限ると、a の倍数とは「a で割り切れる整数」のことであり、a の約数(「a を割り切る整数」)と対比されることも多いが、倍数は a が整数でなくても定義できる。
倍数の中で 0 以外は符号の違いだけの組が現れるので、
- 0, ±a, ±2a, ±3a, …
と表すこともある。とくに a が正の整数で負の数を考えない、あるいは本質的でない場合は(正の)倍数として
- a, 2a, 3a, …
だけを考えることも多い。
整数全体からなる集合 を用いると、a の倍数は である。
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例
- 2 の倍数は 0, ±2, ±4, ±6, ±8, ±10, ±12, ±14, ±16, ±18, ±20, …
- 偶数に等しい。
- 3 の倍数は 0, ±3, ±6, ±9, ±12, …
- 12 は 1, 2, 3, 4, 6, 12 のいずれの倍数でもある。
- 12 の正の約数は 1, 2, 3, 4, 6, 12 であることによる。
→「九九」も参照
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数学的性質
要約
視点
整数に関する性質
- 0 だけ倍数の個数が有限(0 のみ)である。(したがって 0 の倍数を考えることはあまり意味がない)
- 0 は全ての数の倍数である。
- 全ての数は自分自身の倍数である。
- 全ての整数は 1 と −1 の倍数である。
- 偶数とは 2 の倍数のことである。偶数は「2つの等しい整数の和で表せる数」とも定義できるが、この定義は 2 の倍数であることと同値である。
- a が整数のとき、N が a の倍数であることは、a が N の約数であることと同じ意味である。
- 整数 a, b に対して、b が a で割り切れることと、b の倍数が a の倍数に含まれることは同値である。すなわち、
- 2 以上の整数はある素数の倍数である。
- 素数の倍数全体は、±1 以外の整数全体に等しい。
整除性の判定法
整除性の判定法[1](せいじょせいのはんていほう, 英: divisibility rule, 仏: critère de divisibilité, 露: признаки делимости, 中: 整除规则)は、ある整数を別の整数で割った商が整数となるか(余りがゼロであるか)を、割り算を直接実行することなく判別する裏技である。倍数の判定法ともいう[2]。
様々なN進法における倍数判定の方法として、以下の方法が挙げられる。
- 一の位の数で判定
- 一の位がMであればMの倍数、という方法。
- 各桁の和(数字和)で判定
- 一桁の最後の数(10-1)の倍数は、各桁の和が10-1に収まれば10-1の倍数、という方法。六進数での5の倍数、九進数での(2、4、)8の倍数、十進数での(3、)9の倍数、十六進数での(3、5、)15の倍数、二十五進数の(2、3、4、6、8、12)24の倍数など。
- 下P桁で判定
- 下二桁がabであればMの倍数、下三桁がabcであればMの倍数…、という方法。
- 11が合成数の場合
- 11となる数が合成数の場合、二桁数abがあれば a-b または b-a の差が11の約数Mになっている場合に、Mの倍数となる、という方法。例:八進数での9(= 118)の倍数(32 = 11)、二十進数での3の倍数と7の倍数(3×7 = 11)、三十二進数での3の倍数と11の倍数(33 = 11)など。
- 一の位をa倍
- 乗算表の二桁数abから逆算して、一の位bをa倍する方法。十進数における7の倍数(7×3 = 21)、十二進数における5の倍数(5×5 = 21)、十六進数における11の倍数(3×B = 21)、四十進数における33 の倍数(3×3×3×3 = 21)など。
- 乗算表の最後の数{(10-1)2 = a1}の場合は、一の位をa倍して、「整数第二位以上」と「一の位をa倍」の差をa1で割って余りが0になればa1の倍数、という方法。十進数での34 = 81の倍数など。
- 「整数第三位以上」に「下二桁をa倍」を加算
- 「整数第三位以上」に「下二桁をa倍」を加算し、その和をMで割って余りが0ならばMの倍数、という方法。六進数での15(1110)の倍数、十進数での35 = 243 の倍数など。
素因数が複数になる場合には、上記の倍数判定方法を組み合わせることになる。
とりわけ、六進数と十進数では、素因数に2, 3, 5が含まれる倍数の判定が容易である。これは、六進数では10 = 2×3 = 5+1 となり、十進数では 10 = 2×5 = 32+1 となり、"10"の素因数と"10-1"の素因数に2, 3, 5のどれかが含まれているからである(その上に10の素因数も複数ある)。例えば、23×32×5 = 1400(6) = 360(10)の倍数も、六進数だと「下三桁が200, 400, 000のどれかで、各桁の和が5の倍数」で計3種類(1400, 3200, 5000, 10400…)、十進数だと「一の位が0、整数第二位~第三位で4の倍数が現れ、各桁の和が9の倍数」で計2510種類(360, 720, 1080, 1440,1800,2160,2520…)となる。
十進数での例
十進数での倍数判定法がいくつか存在する。
10 | 1の位が0ならば10の倍数 | [5] | Multiples of 10: a(n) = 10 * n. (A008592) |
---|---|---|---|
11 | 下から数えて奇数桁目は-1倍、偶数桁目は+1倍して合計する。結果が11で割り切れれば11の倍数 | 918,082:9 − 1 + 8 − 0 + 8 − 2 = 22、11で割り切れる[3] | Multiples of 11. (A008593) |
下から2桁ごとに区分する。各区分の数を合計する。結果が11で割り切れれば11の倍数 | 627:6 + 27 = 33、11で割り切れる 50,215:5 + 02 + 15 = 22、11で割り切れる | ||
下から数えて2桁以上の数から下1桁を引く。結果が11で割り切れれば11の倍数 | 627:62 − 7 = 55、11で割り切れる。 | ||
1の桁を10倍して10以上の桁の数に加える。2桁になるまで続ける。11の倍数に行きついたらもとの数は11の倍数 | 627:62 + 70 = 132:13 + 20 = 33、11で割り切れる。 | ||
全体で偶数桁の場合、最初の桁から最後の桁を引く。それを残りの(中間の)桁に加える。2桁になるまで続ける。結果が11で割り切れれば11の倍数 | 918,082(6桁)→1808 +(9 − 2)= 1815、81 + 1 − 5 = 77、これは11で割り切れる。 | ||
全体で奇数桁の場合、最初の桁と最後の桁を足す。それを残りの(中間の)桁から引く。2桁になるまで続ける。結果が11で割り切れれば11の倍数 | 14,179(5桁)→417 −(1 + 9)= 407、0-(4 + 7)= -11、11で割り切れる。 | ||
12 | 同時に3と4で割り切れれば12の倍数 | [4] | Multiples of 12. (A008594) |
下から数えて2桁以上の数を2倍する。そこから下1桁を引く。それが12で割り切れれば12の倍数 | 288:28×2 − 8 = 48、12で割り切れる。 | ||
13 | 下から3桁ごとに区分する。下から奇数番目の区分は+1倍、偶数番目の区分は-1倍して合計する。結果が13で割り切れれば13の倍数 | 2,911,272:2-911 + 272 = -637、13で割り切れる[4] | Multiples of 13. (A008595) |
下から6桁ごとに区分する。各区分の数を合計する。結果が13で割り切れれば13の倍数 | 161,480,059:161 + 480059 = 480220、これは13で割り切れる | ||
下1桁を4倍する。それを残りの桁に加え、13の倍数になればもとの数は13の倍数 | 637:63 + 7×4 = 91、9 + 1×4 = 13、13で割り切れる。 | ||
100の位以上の数を4倍する、そこから下2桁を引く。結果が13で割り切れれば13の倍数 | 923:9×4-23 = 13、13で割り切れる。 | ||
下1桁を9倍する。それを下から数えて2桁以上の数から引く。結果が13で割り切れれば13の倍数 | 637:63-7×9 = 0、13で割り切れる。 | ||
14 | 2と7で同時に割り切れる | [4] | Multiples of 14. (A008596) |
下から数えて3桁以上の数を2倍する。それに下2桁を加える。結果が14で割り切れれば14の倍数 | 364:3×2 + 64 = 70 1764:17×2 + 64 = 98、どちらも14で割り切れる | ||
下から数えて2桁以上の数を4倍する。そこから下1桁を引く。結果が14で割り切れれば14の倍数 | 1358:135×4 − 8 = 532、14で割り切れる。 | ||
15 | 同時に3と5で割り切れる | [4] | Multiples of 15. (A008597) |
16 | Multiples of 16. (A008598) | ||
1000の位が奇数の場合、下3桁に8を加えたものが16で割り切れれば16の倍数 | 3408:1000の位の3は奇数。下3桁は408。408 + 8 = 416で、16で割り切れる | ||
下から数えて3桁以上の数を4倍する。それの下2桁を加える。結果が16で割り切れれば16の倍数 | 1168:11×4 + 68 = 112、16で割り切れる | ||
下4桁が16で割り切れる | 157,648:下4桁の7648は16で割り切れる[5] | ||
17 | 下1桁を5倍する。それを下から数えて2桁以上の数から引く。結果が17で割り切れれば17の倍数 | 221:22 −1×5 = 17、17で割り切れる。 | Multiples of 17. (A008599) |
下から数えて3桁以上の数を2倍する。そこから下2桁を引く。結果が17で割り切れれば17の倍数 | 4,675:46×2-75 = 17、これは17で割り切れます。 | ||
下から8桁ごとに区分する。下から奇数番目の区分は+1倍、偶数番目の区分は-1倍して合計する。結果が17で割り切れれば17の倍数 | 117,250,581:17250581-1 = 17250580、これは17で割り切れる | ||
18 | 2と9で同時に割り切れる。 | Multiples of 18. (A008600) | |
19 | 下1桁を2倍する。それを下から数えて2桁以上の数に加える。結果が19で割り切れれば19の倍数 | 437:43 + 7×2 = 57、19で割り切れる。 | Multiples of 19. (A008601) |
下2桁に4を掛ける。それを下から数えて3桁以上の数に加える。結果が19で割り切れれば19の倍数 | 6935:69 + 35×4 = 209、これは19で割り切れる | ||
下から9桁ごとに区分する。下から奇数番目の区分は+1倍、偶数番目の区分は-1倍して合計する。結果が19で割り切れれば19の倍数 | 1,232,228,318:232228318-1 = 232228317、これは19で割り切れる | ||
20 | 1の位が0、10の位が偶数 | Multiples of 20. (A008602) | |
---|---|---|---|
21 | 同時に3と7で割り切れる。 | Multiples of 21. (A008603) | |
下1桁を2倍する。それを下から数えて2桁以上の数から引く。結果が21で割り切れれば21の倍数 | 168:16 −8×2 = 0、21で割り切れる。 | ||
22 | 2と11で同時に割り切れる。 | Multiples of 22. (A008604) | |
23 | 下1桁を7倍する。それを下から数えて2桁以上の数に加える。繰り返して23の倍数に行きつけばもとの数は23で割り切れる | 3128:312 + 8×7 = 368、36 + 8×7 = 92、これは23で割り切れる | Multiples of 23. (A008605) |
下2桁を3倍する。それを下から数えて3桁以上の数に加える。結果が23で割り切れれば23の倍数 | 1725:17 + 25×3 = 92、これは23で割り切れる | ||
1の位の数を16倍する。それを下から数えて2桁以上の数から引く。結果が23で割り切れれば23の倍数 | 391: 39 - 16 = 23、よって391は23の倍数 | ||
下から数えて2桁以上の数を下1桁の数で割る。結果が16ならば23の倍数 | 1449: 144/9 = 16、23の倍数 | ||
下から11桁ごとに区分する。下から奇数番目の区分は+1倍、偶数番目の区分は-1倍して合計する。結果が23で割り切れれば23の倍数 | 167,788,290,564:67788290564-1 = 67788290563、これは23で割り切れる | ||
24 | 同時に3と8で割り切れる。 | Multiples of 24. (A008606) | |
下から数えて3桁以上の数を4倍する。それに下2桁を加える。結果が24で割り切れれば24の倍数 | 1632:16×4 + 32 = 96、24で割り切れる | ||
25 | 下2桁が25の倍数(00、25、50、75) | Multiples of 25. (A008607) | |
26 | 2と13で同時に割り切れる。 | Multiples of 26. (A252994) | |
27 | 下から3桁ごとに区分する。それらの区分を合計して27で割り切れれば27の倍数 | 2,644,272:2 + 644 + 272 = 918、これは27で割り切れます。 | a(n) = 27*n. (A305548) |
下1桁を-1倍して下から2桁以上の位の数に加える。結果が27で割り切れれば27の倍数 | 621:62 −1×8 = 54、27で割り切れる。 | ||
下2桁の-2倍を下から3桁以上の位の数に加える。結果が27で割り切れれば27の倍数 | 6507:65×8-7 = 513、27で割り切れる | ||
28 | 同時に4と7で割り切れる。 | Multiples of 28. (A135628) | |
29 | 下1桁に3を掛ける。それを下から数えて2桁以上の数に加える。結果が29で割り切れれば29の倍数 | 493:49 + 3×3 = 58、29で割り切れる | Multiples of 29. (A195819) |
下2桁を9倍する。それを下から数えて3桁以上の数に加える。結果が29で割り切れれば29の倍数 | 5510:55 + 10×9 = 145、これは29で割り切れる | ||
30 | 下1桁が0、その他の桁の数の合計が3で割り切れる | 270:2 + 7 = 9, 3で割り切れる∴270は30の倍数 | a(n) = 30*n. (A249674) |
---|---|---|---|
31 | 下1桁を最後3倍する。これを下から2桁以上の位の数字から引く。結果が31で割り切れれば31の倍数 | 341:34 −1×3 = 31、31で割り切れる。 | Multiples of 31. (A135631) |
下から4桁以上の位の数を8倍する。これに下3桁を加える。結果が31で割り切れれば31の倍数 | 18042:18×8 + 42 = 186、これは31で割り切れる | ||
32 | 10000の位が偶数の場合、下4桁が32で割り切れる | 32*n. (A174312) | |
10000の位が奇数の場合、下4桁に16を加えたものが32で割り切れる | 340,179,488:10000の位の7は奇数。9488 + 16 = 9504,これは32で割り切れる | ||
下から3桁以上の位の数に、下2桁の4倍を加える。これが32で割り切れれば32の倍数 | 1376:13 × 4 + 76 = 128,これは32で割り切れる | ||
下から4桁以上の位の数を8倍して下3桁を加える。結果が32で割り切れれば32の倍数 | 19584:19×8 + 584 = 736、これは32で割り切れます。 | ||
下5桁が32の倍数 | |||
33 | 下から2桁ごとに区分する。それぞれの区分を合計したものが33で割り切れる | 169,257:16 + 92 + 57 = 165、これは33で割り切れる | (登録なし) |
同時に3と11で割り切れる。 | |||
下1桁を10倍する。これを下から2桁以上の位の数に加える。結果が33で割り切れれば33の倍数 | 16104:1610 + 4×10 = 1650, 165 + 0×10 = 165, これは33で割り切れる | ||
34 | 下から3桁以上の位の数を2倍する。そこから下2桁を引く。結果が34で割り切れれば34の倍数 | 2516:25×2 − 16 = 34、34で割り切れる。 | (登録なし) |
同時に2と17で割り切れる。 | |||
35 | 下から3桁以上の位の数を5倍する。そこから下2桁を引く。結果が35で割り切れれば35の倍数 | 7455:74×5 − 55 = 315、35で割り切れる。 | (登録なし) |
36 | 下から3桁以上の位の数を8倍する。そこから下2桁を引く。結果が36で割り切れれば36の倍数 | 1512:15×8 − 12 = 108。36で割り切れる。 | Multiples of 36. (A044102) |
4と9で同時に割り切れる。 | |||
37 | 下から3桁以上の位の数を11倍する。そこから下2桁を引く。結果が37で割り切れれば37の倍数 | 68265:682×11 − 65 = 7437、37で割り切れる。 | Multiples of 37. (A085959) |
下から3桁ごとに区分する。それぞれの区分を合計する。それが37で割り切れれば37の倍数 | 728,395,061:728 + 395 + 61 = 1184、これは37で割り切れる | ||
下から2桁以上の位の数から下1桁の11倍を引く。結果が37で割り切れれば37の倍数 | 2294:229 −4×11 = 185、37で割り切れる。 | ||
38 | 2と19で同時に割り切れる。 | (登録なし) | |
39 | 3と13で同時に割り切れる。 | (登録なし) | |
下から6桁ごとに区分する。それぞれの区分を合計する。これが39で割り切れれば39の倍数 | 458,535,168:458 + 535168 = 535626、これは39で割り切れます。 | ||
下1桁を4倍する。それを下から数えて2桁以上の数に加える。結果が39で割り切れれば39の倍数 | 2262:226 + 2×4 = 234、これは39で割り切れます。 | ||
40 | 下1桁が0。下3桁と下2桁を2桁の数とみなし、それが4の倍数。 | 15960:最後の桁は0。96は4の倍数 | a(n) = 40*n. (A317095) |
---|---|---|---|
下3桁が40の倍数 | |||
下から3桁以上の位の数を20倍する。これに下2桁を加える。結果が40で割り切れれば40の倍数 | 322840:3228×20 + 40 = 64600、これは40で割り切れる | ||
100の位が偶数の場合、下2桁が00, 40, 80 100の位が奇数の倍、下2桁が20, 60 |
467520、100の位の5は奇数で、下2桁は20。これは40の倍数 | ||
41 | 下1桁を4倍する。それを下から数えて2桁以上の数から引く。結果が41で割り切れれば41の倍数 | 492:49 −2×4 = 41、41で割り切れる。 | (登録なし) |
下から5桁ごとに区分する。各区分を合計し、41で割り切れる | 147,559:1 + 47559 = 47560、これは41で割り切れる | ||
42 | 2と3と7で同時に割り切れる。 | (登録なし) | |
下から数えて2桁以上の数を4倍する。そこから下1桁を引く。結果が14で割り切れ、かつ数字和が3の倍数ならば42の倍数。 | 210: 21*4 = 84, 84 - 0 = 84。84は14で割り切れ、数字和2+1+0が3の倍数。 | ||
43 | 下1桁を13倍し、下から2桁以上の位の数に加える。これが43で割り切れれば43の倍数 | 50998:5099 + 8×13 = 5203、520 + 3×13 = 559、これは43で割り切れます。 | (登録なし) |
下2桁を3倍する。ここから下から3桁以上の位の数を引く。これが43で割り切れれば43の倍数 | 2021:21×3-20 = 43、43で割り切れる | ||
44 | 4と11で同時に割り切れる。 | (登録なし) | |
45 | 5と9で同時に割り切れる。 | (登録なし) | |
46 | 2と23で同時に割り切れる。 | (登録なし) | |
下から3桁以上の位の数に8を掛ける。それに下2桁を加える。結果が46で割り切れれば46の倍数 | 162,288:88 +(8×1622)= 13064、64 +(8×130)= 1104、4 +(8×11)= 92、46で割り切れる。 | ||
47 | 下から3桁以上の位の数に6を掛ける。それに下2桁を加える。結果が47で割り切れれば47の倍数 | 30691:91+6×306 = 1927、47で割り切れる。 | (登録なし) |
下1桁を33倍する。それを下から数えて2桁以上の数に加える。結果が47で割り切れれば47の倍数 | 48128:4812 + 8×33 = 5076、および507 + 6×33 = 705、47で割り切れる | ||
下1桁に14を掛ける。それを下から数えて2桁以上の数から引く。結果が47で割り切れれば47の倍数 | 3948:394 −8×14 = 282、47で割り切れる。 | ||
48 | 下から3桁以上の位の数に4を掛ける。それに下2桁を加える。結果が48で割り切れれば48の倍数 | 5712:12 + 4×57 = 240、48で割り切れる。 | (登録なし) |
3と16で同時に割り切れる。 | |||
49 | 下2桁を2倍する。それを下から3桁以上の位の数に加える。結果が49で割り切れれば49の倍数 | 12457956:56 + 2×124579 = 249214、14 + 2×2492 = 4998、98+ 2×49 = 196、49で割り切れる。 | (登録なし) |
下1桁を5倍する。これを下から2桁以上の位の数に加える。結果が49で割り切れれば49の倍数 | 3871:387 + 1×5 = 392、これは49で割り切れる | ||
50 | 下2桁が50の倍数(00, 50) | (登録なし) | |
割る数Mが51以上の倍数判定法の例を以下に示す。
- 一の位を5倍して、整数第二位以上と一の位の5倍の差を求め、その差が 0、またはその差を 51 で割って余りが 0 であれば、その数は 51 の倍数である。
- 一の位を8倍して、整数第二位以上と一の位の8倍の差を求め、その差が 0、またはその差を 81 で割って余りが 0 であれば、その数は 81 の倍数である。
- 下から2桁ごとに区分し、各区分を合計した時の数が 99 で割り切れれば、その数は 99 の倍数である。
- 下から4桁ごとに区分し、各区分を合計した時の数が 101 で割り切れれば、その数は 101 の倍数である。
- 下三桁が 125 の倍数(つまり 125, 250, 375, 500, 625, 750, 875, 000)ならば、その数は 125 の倍数である。
これら以外にも、先述の倍数判定法を組み合わせることにより、これ以外の整数の倍数であるか判定することができる。一般に、整数Nが N = a*b*c*…*n と表せるとき、a, b, c,・・・, n の倍数判定法をパスした整数はNの倍数である。
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出典
参考文献
関連項目
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