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수론에서, 약수(約數, 영어: divisor) 또는 인수(因數, 영어: factor)는 어떤 수로 정수가 나누어떨어지는것을 대하여 이르는 말이다. 다항식의 약수나 가환환의 원소의 약수를 정의할 수도 있다.

목차

정의편집

정수  ,  에 대하여  를 만족하는 정수  가 존재한다면,   약수라고 하며, 이를  와 같이 표기한다.

모든 정수는 1, -1을 약수로 가진다. 또한, 모든 정수는 자기 자신과 그 반수를 약수로 가진다. 0은 모든 정수를 약수로 가지며, 0이 아닌 정수는 0을 약수로 가지지 않는다. 즉, 정수  에 대하여 다음 성질들이 성립한다.

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정수  의 약수 가운데 1, -1,  ,   자명 약수(영어: trivial divisor)라고 하고 자명 약수를 제외한 약수를 고유 약수(영어: non-trivial divisor)라고 한다. 자기 자신을 제외한 양의 약수를 진약수(영어: proper divisor)라고 한다.

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  • 12의 모든 양의 약수는 1, 2, 3, 4, 6, 12이다. 약수는 음수일 수도 있으며, 12의 모든 음의 약수는 -1, -2, -3, -4, -6, -12이다. 양의 약수와 음의 약수는 항상 서로 짝을 이룬다.
  • 7 ∣ 42이다. 42 = 7 × 6이기 때문이다. 이를 다음과 같이 여러 가지 방법으로 서술할 수 있다.
    • 7은 42의 약수/인수이다.
    • 42는 7의 배수이다.
    • 7은 42를 나눈다/완제한다.
    • 42는 7로 나누어떨어진다.
  • 6의 모든 약수는 ±1, ±2, ±3, ±6이다. 그리고 고유 약수는 ±2, ±3이고 진약수는 1, 2, 3이다.
  • 42의 모든 양의 약수는 1, 2, 3, 6, 7, 14, 21, 42이다.
  • 0의 모든 약수는 모든 정수이다. 항상  이기 때문이다.
  • 60의 모든 양의 약수의 집합  은 약수 관계에 따라 부분 순서 집합을 이루며, 다음과 같은 하세 도형을 가진다.
 

성질편집

어떤 수의 배수는 무수히 많이 있지만, 약수의 개수는 항상 유한하다. 약수 관계는 정수 집합 위의 원순서다. 어떤 정수가 여러 정수의 공통의 약수라면, 그 정수들의 합과 차의 약수이기도 하다. 즉, 임의의 정수  에 대하여, 다음 성질들이 성립한다.

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2를 약수로 갖는 정수를 짝수, 그렇지 않은 정수를 홀수라고 한다. 홀수는 홀수만을 약수로 가지며, 짝수는 항상 홀수와 짝수를 같이 약수로 가진다(다만, 2의 거듭제곱은 짝수를 약수로 가진다). 두 정수 모두의 약수 가운데 가장 큰 하나를 최대 공약수라고 한다. 두 정수  의 최대 공약수를  라고 표기한다. 최대 공약수가 1인 두 정수를 서로소라고 한다. 즉 두 정수   을 만족시키면 서로소이다. 진약수가 1뿐인 정수를 소수라고 한다. 소수의 집합을  라고 표기하자. 이는 정수의 집합  부분 집합이다. 그렇다면, 다음 성질들이 성립한다.

  •  이며,  이면,  
  • (유클리드의 보조정리)  이며  이면,  이거나  

진약수의 합이 자기 자신인 정수를 완전수라고 한다. 진약수의 합이 자기 자신보다 작다면 부족수라고 하며, 진약수의 합이 자기 자신보다 크다면 과잉수라고 한다.

각 정수  에 양의 약수의 개수  을 대응시키는 함수, 양의 약수의 합  을 대응시키는 함수는 약수 함수의 특별한 경우이다. 그렇다면, 다음 성질들이 성립한다.

  •  곱셈적 함수이다. 즉, 모든 서로소 정수  에 대하여,  이다.
    • 예를 들어,  .
  • 그러나  완전 곱셈적 함수가 아니다. 즉, 모든 정수  에 대하여  이지는 않다. 사실, 두 정수  가 1보다 큰 공약수를 가진다면,  이다.
    • 예를 들어,  .
  •   역시 곱셈적 함수이다.
    • 예를 들어,  
  • 정수  소인수 분해
     
와 같다면,  의 모든 양의 약수의 집합은
 
이며, 이에 따라  의 모든 양의 약수의 개수는
 
이다.
  • 임의의 정수  에 대하여,  이다.
  •  . 여기서  오일러-마스케로니 상수이다.

관련 개념편집

임의의 의 원소의 약수를 정의할 수 있다. 예를 들어, 정수 계수 다항식환  에서,

 

이므로,

 

이다.

같이 보기편집