Primzahlen und Primfaktorzerlegung
Primzahlen sind die „Bausteine“ aller Zahlen: Jede natürliche Zahl größer als 1 lässt sich aus Primzahlen zusammensetzen – so wie ein Haus aus Steinen.
Was ist eine Primzahl?
Merke
Eine Primzahl ist eine natürliche Zahl, die genau zwei Teiler hat: die 1 und sich selbst.
- 7 ist eine Primzahl: Sie ist nur durch 1 und 7 teilbar.
- 9 ist keine Primzahl: Sie ist auch durch 3 teilbar.
- 1 ist keine Primzahl – sie hat nur einen einzigen Teiler.
- 2 ist die einzige gerade Primzahl. Alle anderen geraden Zahlen sind durch 2 teilbar.
Die Primzahlen bis 100 – das Sieb des Eratosthenes
Der griechische Mathematiker Eratosthenes hat sich vor über 2000 Jahren einen Trick ausgedacht: Schreibe alle Zahlen auf, streiche zuerst die 1 (sie ist keine Primzahl) und dann nacheinander alle Vielfachen von 2, 3, 5 und 7 (aber nicht die Zahl selbst). Was übrig bleibt, sind die Primzahlen.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
| 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 |
| 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 |
| 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 |
| 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 |
| 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 |
| 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 |
Es gibt 25 Primzahlen bis 100: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97. Und es gibt unendlich viele Primzahlen – das hat schon Euklid bewiesen.
Ist eine Zahl eine Primzahl?
Teste, ob die Zahl durch eine der Primzahlen 2, 3, 5, 7, 11 … teilbar ist. Du musst nur bis zur Wurzel der Zahl testen.
Beispiel: Ist 113 eine Primzahl?
$\sqrt{113} \approx 10{,}6$. Also testest Du 2, 3, 5 und 7. 113 ist ungerade (nicht durch 2), Quersumme 5 (nicht durch 3), endet nicht auf 0 oder 5 (nicht durch 5), $113 : 7 = 16$ Rest 1. → 113 ist eine Primzahl.
Primfaktorzerlegung
Jede natürliche Zahl größer als 1 lässt sich als Produkt von Primzahlen schreiben – und zwar nur auf eine einzige Art (abgesehen von der Reihenfolge).
Methode 1: Divisionsleiter
Teile die Zahl immer durch die kleinste Primzahl, die passt, bis 1 übrig bleibt:
| 360 | : 2 | = 180 |
| 180 | : 2 | = 90 |
| 90 | : 2 | = 45 |
| 45 | : 3 | = 15 |
| 15 | : 3 | = 5 |
| 5 | : 5 | = 1 |
Methode 2: Faktorbaum
Zerlege die Zahl in zwei beliebige Faktoren, diese wieder in Faktoren – so lange, bis nur noch Primzahlen übrig sind:
Egal, wie Du anfängst – am Ende kommen immer dieselben Primfaktoren heraus.
Wozu braucht man das?
Mit der Primfaktorzerlegung bestimmst Du schnell den ggT und das kgV, kürzt Brüche und ziehst Wurzeln teilweise. Auch Verschlüsselungen im Internet beruhen auf riesigen Primzahlen.
Typischer Fehler
Im Ergebnis dürfen nur Primzahlen stehen! $360 = 4 \cdot 9 \cdot 10$ ist keine Primfaktorzerlegung, denn 4, 9 und 10 sind keine Primzahlen.
Online üben
Stufe 1: Zahlen bis 100
-
Aufgabe 1
\(42\)\(42 = 2 \cdot 3 \cdot 7\)
-
Aufgabe 2
\(15\)\(15 = 3 \cdot 5\)
-
Aufgabe 3
\(12\)\(12 = 2^{2} \cdot 3\)
-
Aufgabe 4
\(20\)\(20 = 2^{2} \cdot 5\)
-
Aufgabe 5
\(27\)\(27 = 3^{3}\)
-
Aufgabe 6
\(60\)\(60 = 2^{2} \cdot 3 \cdot 5\)
Arbeitsblatt: Primfaktorzerlegung
Bis zu 18 Aufgaben mit Lösungsblatt zum Ausdrucken – bei jedem Klick neue Aufgaben. Klasse 5–6.
Eigene Zahl zerlegen? Der Primfaktor-Rechner zeigt die Divisionsleiter und alle Teiler.
Weiterlesen: Primzahl bei Wikipedia