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배수(수학)

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1. 개요2. 배수 판별법
2.1. 법칙
3. 관련 문서

1. 개요

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어떤 정수의 ‘정수 배’가 되는 정수.[1] 예를 들어, [math(4)]는 [math(2)]의 두 배이므로 [math(4)]는 [math(2)]의 배수가 된다. 수학적인 정의는 다음과 같다.

기초적인 것은 5학년 올라와서 배우지만, 중학교 입학하게 되면 더 심화된 내용으로 나온다.
정수 [math(a)]가 정수 [math(b)]의 배수가 된다는 것은 어떤 정수 [math(k)]가 존재하여 [math(a = kb)]가 성립함을 의미한다.

따라서 배수는 음수에 대하여도 정의된다.[2] 예를 들면, [math(-6)]은 [math(3)]에 [math(-2)]를 곱한 것이므로 [math(-6)]은 [math(3)]의 배수이다. [math(0)]은 [math(3)]에 [math(0)]을 곱한 것이므로 [math(0)]도 [math(3)]의 배수가 된다. 그리고 원래 [math(0)]은 모든 정수의 배수이다. 왜냐하면 임의의 정수 [math(b)]에 대하여 [math(b * 0 = 0)]이기 때문이다. 따라서 [math(0)]의 배수는 정의되지 않는다.

정수 [math(a)]가 정수 [math(b)]의 배수이면 [math(b)]는 [math(a)]의 약수이다.

두 개의 정수 [math(a)]와 [math(b)]에 대해서, [math(a)]가 [math(b)]의 배수이면, [math(b)]|[math(a)]로 표기한다.

2. 배수 판별법

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어떤 자연수의 배수들은 공통된 성질을 띄는 경우가 있다. 이것을 이용하여 직접 나누기에는 큰 정수가 어떤 자연수의 배수인지 아닌지를 쉽게 판별할 수 있다. 정수 0은 모든 정수의 배수기도 하고 적용되지 않는 경우도 있기 때문에, 아래의 방법에서 제외한다. 두 자리 이상의 합성수 배수(2의 거듭제곱수, 10 제외)에는 굵은 글씨로 표기하였다.

다음 제공되는 수를 약수로 가지면서 동일한 방법을 적용할 수 있는 경우는 작성하지 않았다.
어떤 수가 합성수의 배수인지 아닌지 판정하려면 해당 수의 유니타리 약수[3]의 배수 판정법들을 이용하면 된다. 예를 들어 84의 경우는 22(=4), 3, 그리고 7의 공배수임을 이용하면 된다.

밑에 있는 모든 방법들은 우리가 10진법으로 수를 표기하기 때문에 나타나는 판별법임을 이해해야 한다. 우선 수(수량)라는 것은 나타낸 진법과는 상관이 없어서 그 어떤 진법으로 표기해도 특정 수에 대한 배수 여부는 동일하다. 증명법을 보면 알겠지만 밑에 나와 있는 배수 판별법은 우리가 수를 (10 미만의 자연수)×(10의 거듭제곱)의 합으로 나타내는 10진법으로 표현하기 때문에 가능하다. 즉 예를 들어 11진법이나 5진법으로 수를 나타낸다면 밑의 모든 방법은 쓰지 못한다. 반대로 말하자면 다른 진법으로 나타낸 수에 대한 배수 판별법은 그 진법에 대해 새로 만들 수도 있다.
끝 자리와 관련된 판별법

자릿수 각각의 합/차와 관련된 판별법


여기서부턴 소수의 경우 성질을 이용한 획기적인 배수 판별법이 없다. 따라서 본래 수와 수에서 일부 자릿수를 떼어낸 수를 적당히 더하고 빼서 배수 여부가 동일하도록 만드는 배수 판별법을 쓴다. 배수 여부만 확인할 수 있을 뿐 위의 것들과는 달리 합동이 본래 수가 아닌 변형된 식에 대해서 성립하므로 나눈 나머지를 구할 수 없다는 단점이 있다.
초중생 학습서에서 배수 판정법을 소개할 때 7의 배수 판정법은 없다고 못박는 경우가 많은데, 실제로는 있다. 다만, 7의 배수판정법은 까다로움이 13 이상의 큰 소수의 배수판정법과도 맥을 같이 하기 때문에 생략하는 것이다. 7의 배수 판정법을 소개한 네이버캐스트 수학산책의 글

한편, 임의의 수를 소수의 곱 꼴로 바꿀 수 있는데 이를 소인수분해라고 한다. 달리 말하면 배수는 소인수분해의 이다.

2.1. 법칙

배수 판정법에서는 일반적으로 다음과 같은 법칙이 성립한다.

3. 관련 문서



[1] 유리수부터는 [math(0)]을 제외한 모든 수가 배수가 된다.[2] 단, 중·고등학교 교육과정에서는 양의 정수로 한정하고 있다.[3] 해당 수의 약수로 나눈 몫이, 그 약수와 서로소일 때에 부르는 이름이다. 자세한 내용은 항목 참고.[4] 달력에서 윤년 판별도 이것을 가지고 한다. 여기에 해당되는 해는 일부 예외를 제외하고는 2월 29일이 있다.[5] 예를 들어 64는 십의 자리를 2배하면 6×2=12이고 여기에 4를 더하면 16인데 백의 자리가 없고 16이 8의 배수이므로 64는 8의 배수다. 또, 768은 십의 자리를 2배해서 일의 자리를 더하면 6×2+8=20인데 백의 자리(7)가 홀수이고 20이 4의 배수이되 8의 배수가 아니므로 768은 8의 배수다.[6] 예: 이 방법으로 65536이 16의 배수인지 확인한다면 a는 끝의 두 자리인 36으로 b는 끝의 네 자리 중 앞의 두 자리인 55로 놓는다. 55를 4로 나눈 나머지는 3이므로 그 3에 4를 곱한 12를 a에 더하면 36+12=48. 그리고 48은 16의 배수이므로 65536은 16의 배수임을 알 수 있게 된다. (65536÷16=4096)[7] 이래서인지 10의 배수가 제일 간단하다, 다르게 보자면, 5의 배수 중 짝수인 수, 즉 2와 5의 공배수다.[8] 예를 들어 573은 각 자릿수의 합이 5+7+3=15이고, 15가 3의 배수이므로 573은 3의 배수다. 그러나 283은 각 자릿수의 합이 2+8+3=13이고, 13이 3의 배수가 아니므로 283은 3의 배수가 아니다.[9] 예를 들어 765는 각 자릿수의 합이 7+6+5=18이고, 18이 9의 배수이므로 765는 9의 배수다. 그러나 168은 각 자릿수의 합이 1+6+8=15이고, 15는 3의 배수이지만 9의 배수는 아니므로 168은 9의 배수가 아니다.[10] 9581=11×871, (9+8)-(5+1)=11[11] 참고로 이것은 짝수 자릿수를 가진 대칭수가 모두 11의 배수인 이유인 동시에 짝수 자릿수를 갖는 회문 소수는 11이 유일한 이유이기도 하다.[12] 예를 들어 165는 16-5=11, 253은 25-3=22 등[13] 큰 수의 경우 3의 배수처럼 계속 반복해도 되는데, 일의 자리를 빼서 나온 수가 11의 배수라면 그 수 역시 다시 일의 자리수를 뺀 값이 11의 배수가 되어야 하기 때문이다. 11^6=1771561의 경우 177156-1=177155. 다시 17715-5=17710. 17710은 그대로 1771. 177-1 = 176이고 17-6=11 식이다.[14] 예를 들어 246은 각 자릿수의 합이 2+4+6=12인 3의 배수이면서 짝수이므로 246은 6의 배수다. 그러나 315는 각 자릿수의 합은 3+1+5=9인 3의 배수이지만 홀수이므로 315는 6의 배수가 아니다. 또한 428은 짝수이지만 각 자릿수의 합이 4+2+8=14로 3의 배수가 아니므로 428은 6의 배수가 아니다.[15] 이 방법은 '스펜스의 방법'이라고도 불린다.[16] k는 임의의 수로 정해지지 않은 불특정 수이다.[17] 1001로 예시를 든다면 1001 → 100-(1×2) = 98 = 7×14[18] 이 방법은 7이 1001의 약수임을 이용한 것으로 1001 및 1001의 다른 약수인 11, 13, 77, 91, 143에도 그대로 적용할 수 있다.[19] 6579로 예시를 든다면 65-(79×3) = 65-237 = -172 = 43×-4.[20] 235로 예시를 든다면 2×6+35=47[21] 이런 수는 n진법에서 역수를 소수(decimal number)로 표기하면 순순환소수로 나온다. 그리고 그 순환마디를 그 수에 곱하면 nk-1가 나온다.[22] 예를 들어 10진법에서 23의 배수 판정법을 이런식으로 판별하려면 1÷23의 순환마디가 22자리이므로 22자리씩 끊어야 된다.[23] 예를 들면 97의 경우 역수의 순환마디가 96자리이므로 이 방법을 적용하려면 48자리씩 끊어야 한다.

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