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Gymnasium 5 · Mathematik
Ergänzende Themen der Klasse 5 · Teilbarkeit und Primzahlen

Primzahlen und Primfaktorzerlegung

Zwei Buslinien in Düsseldorf fahren um 6:00 Uhr gleichzeitig an der Haltestelle ab. Die eine kommt alle 12 Minuten, die andere alle 18 Minuten. Wann stehen beide wieder gleichzeitig da? Mit Primzahlen und Primfaktoren kannst du das geschickt lösen.

Primzahlen erkennen

Die Zahl 6 kannst du in Zweiergruppen oder Dreiergruppen aufteilen, 7 Plättchen dagegen nur als eine lange Reihe. Zahlen wie 7 sind etwas Besonderes.

Die ersten Primzahlen sind $2; 3; 5; 7; 11; 13; 17; 19; 23; 29; \dots$

  • Die $1$ ist keine Primzahl, denn sie hat nur einen Teiler.

  • Die $0$ ist keine Primzahl.

  • Zahlen mit mehr als zwei Teilern heißen zusammengesetzte Zahlen, z. B. $9 = 3 \cdot 3$.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Welche der Zahlen sind Primzahlen? Begründe kurz. $2$; $9$; $17$; $21$; $29$; $51$

Welche der Zahlen sind Primzahlen? Begründe kurz.

$2$; $9$; $17$; $21$; $29$; $51$

Lösen

Das Sieb des Eratosthenes

Wie findest du alle Primzahlen bis 50, ohne jede einzeln zu prüfen? Der griechische Gelehrte Eratosthenes hatte eine Idee: Streiche alle Vielfachen weg, dann bleiben die Primzahlen übrig.

Bei den Zahlen bis $50$ reicht es, die Vielfachen von $2, 3, 5$ und $7$ zu streichen. Denn jede zusammengesetzte Zahl bis $50$ hat einen Teiler, der höchstens $7$ ist.

Üben★★☆Nicht begonnen
Bestimme mit dem Sieb des Eratosthenes alle Primzahlen bis $50$. Beschreibe dein Vorgehen in Stichpunkten.

Bestimme mit dem Sieb des Eratosthenes alle Primzahlen bis $50$. Beschreibe dein Vorgehen in Stichpunkten.

Lösen

Potenzen

Statt $2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2$ schreibst du kürzer $2^5$.

Wichtige Beispiele: $3^4 = 3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3 = 81$ und $10^3 = 10 \cdot 10 \cdot 10 = 1.000$.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Berechne die Potenzen. a) $2^5$ b) $3^4$ c) $10^3$

Berechne die Potenzen.

  1. a) $2^5$
  1. b) $3^4$
  1. c) $10^3$
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Primfaktorzerlegung

Jede zusammengesetzte Zahl lässt sich als Produkt von Primzahlen schreiben.

So geht es: Teile die Zahl immer durch die kleinstmögliche Primzahl, bis $1$ übrig bleibt.

Faktorbaum von 72: 72 wird zu 8 mal 9, dann zu 2 mal 2 mal 2 und 3 mal 3. 72 8 9 2 4 3 3 2 2
Üben★☆☆Nicht begonnen
Zerlege die Zahlen in Primfaktoren und schreibe sie mit Potenzen. a) $12$ b) $40$ c) $72$

Zerlege die Zahlen in Primfaktoren und schreibe sie mit Potenzen.

  1. a) $12$
  1. b) $40$
  1. c) $72$
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Üben★★★Nicht begonnen
Max sagt: „Alle Primzahlen sind ungerade.“ Tom sagt: „Zwischen zwei Primzahlen liegt immer mindestens eine weitere Zahl.“ a) Prüfe beide Aussagen und widerlege sie,…

Max sagt: „Alle Primzahlen sind ungerade.“ Tom sagt: „Zwischen zwei Primzahlen liegt immer mindestens eine weitere Zahl.“

  1. a) Prüfe beide Aussagen und widerlege sie, falls sie falsch sind.
  1. b) Finde alle Primzahlzwillinge (Primzahlen mit Abstand $2$) unter $50$.
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Mit Primfaktoren rechnen und überlegen

Die Zerlegung zeigt dir sofort alle Teiler einer Zahl. Eine Zahl ist durch eine andere teilbar, wenn alle Primfaktoren der zweiten (mit ihren Hochzahlen) auch in der ersten vorkommen.

Zurück zum Anfang: Die Busse treffen sich nach $36$ Minuten wieder, also um $6{:}36$ Uhr.

Üben★★☆Nicht begonnen
Bestimme die Primfaktorzerlegung von $180$ und $300$. Gib an, welche Primfaktoren beide Zahlen gemeinsam haben.

Bestimme die Primfaktorzerlegung von $180$ und $300$. Gib an, welche Primfaktoren beide Zahlen gemeinsam haben.

Lösen
Üben★★☆Nicht begonnen
Zwei Buslinien in Düsseldorf fahren um $6:00$ Uhr gleichzeitig ab. Linie A fährt alle $12$ Minuten, Linie B alle $18$ Minuten. Wann fahren beide Busse zum nächsten Mal…

Zwei Buslinien in Düsseldorf fahren um $6:00$ Uhr gleichzeitig ab. Linie A fährt alle $12$ Minuten, Linie B alle $18$ Minuten. Wann fahren beide Busse zum nächsten Mal gleichzeitig ab? Nutze die Primfaktorzerlegung.

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Üben★★★Nicht begonnen
Eine Zahl hat die Primfaktorzerlegung $2^3 \cdot 3 \cdot 5^2$. a) Berechne die Zahl. b) Ist sie durch $12$ teilbar? Begründe mithilfe der Primfaktoren. c) Gib die…

Eine Zahl hat die Primfaktorzerlegung $2^3 \cdot 3 \cdot 5^2$.

  1. a) Berechne die Zahl.
  1. b) Ist sie durch $12$ teilbar? Begründe mithilfe der Primfaktoren.
  1. c) Gib die kleinste natürliche Zahl an, mit der du sie multiplizieren musst, damit das Ergebnis durch $7$ und durch $9$ teilbar ist.
Lösen
Üben★★★Nicht begonnen
Eine Schulleiterin möchte $84$ Stifte und $126$ Hefte so auf Päckchen verteilen, dass alle Päckchen gleich aussehen und nichts übrig bleibt. a) Bestimme die…

Eine Schulleiterin möchte $84$ Stifte und $126$ Hefte so auf Päckchen verteilen, dass alle Päckchen gleich aussehen und nichts übrig bleibt.

  1. a) Bestimme die größtmögliche Anzahl an Päckchen mithilfe der Primfaktorzerlegung.
  1. b) Was enthält dann ein Päckchen?
Lösen

Auf einen Blick

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