Geben Sie die ganze Zahl ein, die Sie in Primfaktoren zerlegen möchten. Angezeigt werden das Produkt der Primzahlen, die Potenzschreibweise mit dem Exponenten, die Schritte des Leiterverfahrens und die Anzahl der Teiler, alles auf einmal.
Inhaltsverzeichnis
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Was Sie auf dieser Seite tun können
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Wofür ist diese Berechnung nützlich?
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Anleitung
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Formel
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Symbole und Begriffe
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Was Sie vorab wissen sollten
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Mit Excel berechnen
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Mit Google Tabellen berechnen
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Mit Python berechnen
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Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
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Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle NumberChef-Rechner
Was Sie auf dieser Seite tun können
- Geben Sie eine ganze Zahl ab 2 ein und sehen Sie sofort ihre Primfaktorzerlegung als Produkt, zum Beispiel \(2 \times 2 \times 5 \times 5\)
- Auch die Potenzschreibweise (\(2^{2} \times 5^{2}\)) mit dem Exponenten und die Schritte des Leiterverfahrens (fortlaufende Division durch Primzahlen) werden angezeigt
- Als Anwendung der Primfaktorzerlegung wird auch berechnet, wie viele Teiler die Zahl hat
- Geben Sie eine Primzahl (eine Zahl, die sich nicht weiter zerlegen lässt) ein, so meldet der Rechner, dass sie eine Primzahl ist. Er eignet sich also auch als Primzahltest
- Eine leicht verständliche Erklärung der Formeln sowie Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python finden Sie ebenfalls auf dieser Seite
Wofür ist diese Berechnung nützlich?
Selbst einen großen Bruch wie \(\frac{84}{126}\) können Sie mit der Primfaktorzerlegung Schritt für Schritt kürzen. Es ist \(84 = 2^{2} \times 3 \times 7\) und \(126 = 2 \times 3^{2} \times 7\), der gemeinsame Teil \(2 \times 3 \times 7 = 42\) ist also der größte gemeinsame Teiler. Teilen Sie Zähler und Nenner durch 42, erhalten Sie \(\frac{2}{3}\).
Bruchkürzen, Hauptnenner und kleinstes gemeinsames Vielfaches (kgV) beruhen alle auf der Primfaktorzerlegung. Sie macht deshalb jede Rechnung mit Brüchen leichter durchschaubar.
Die RSA-Verschlüsselung, die etwa Kreditkartennummern schützt, beruht darauf, dass die Zerlegung einer sehr großen Zahl selbst für Computer enorm viel Zeit kostet. Tatsächlich dauerte die Zerlegung einer 232-stelligen Zahl (RSA-768) mit Hunderten von Computern etwa zwei Jahre.
Eine Zahl um 100 Billionen (15 Stellen) kann ein Computer im Nu zerlegen, aber mit jeder weiteren Stelle wächst der Aufwand explosionsartig. Genau dieser Abstand hält das Internet sicher.
Ein Zahnrad mit 12 Zähnen und eines mit 18 Zähnen stehen wieder in der Ausgangsstellung, wenn 36 Zähne vorbeigelaufen sind, das kleinste gemeinsame Vielfache von \(12 = 2^{2} \times 3\) und \(18 = 2 \times 3^{2}\) (3 Umdrehungen des kleinen und 2 Umdrehungen des großen Rades).
Die Primfaktorzerlegung ist ein zuverlässiges Werkzeug, um das kleinste gemeinsame Vielfache zu finden. Man nutzt sie deshalb bei Konstruktionen, die den Verschleiß der Zahnräder gleichmäßig verteilen, und bei der Frage, wann mehrere Abläufe zusammentreffen.
Auf wie viele Arten lassen sich 36 Personen in gleich große Gruppen aufteilen? Aus \(36 = 2^{2} \times 3^{2}\) folgt: Die Anzahl der Teiler ist \((2+1) \times (2+1) = 9\), es gibt also 9 Möglichkeiten, von „36 Gruppen mit je 1 Person“ bis „1 Gruppe mit 36 Personen“.
Ob bei Mannschaften, beim Fliesenlegen oder beim Verpacken von Waren in Kartons: Wann immer etwas gleichmäßig aufgehen soll, können Sie die Möglichkeiten zählen, ohne alle aufzuschreiben.
Im Osten der USA kommen einige Zikadenarten alle 13 oder 17 Jahre gleichzeitig aus der Erde (Periodenzikaden). Ein Zyklus mit einer Primzahl trifft nur selten mit anderen Zyklen zusammen. Zum Beispiel erscheinen Zikaden mit 13 Jahren und ein Fressfeind mit 12 Jahren nur alle 156 Jahre im selben Jahr, im kleinsten gemeinsamen Vielfachen.
Eine führende Hypothese lautet, dass ein Zyklus mit einer Primzahl das Überleben erleichtert hat. Mit der Primfaktorzerlegung können Sie selbst nachrechnen, wie selten die Zyklen zusammentreffen.
Formel
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(n\) | n | Die ursprüngliche ganze Zahl (ab 2), die Sie in Primfaktoren zerlegen möchten. (Beispiel: 100) |
| \(p, q\) | p, q | Primfaktoren (Primzahlen, die \(n\) ohne Rest teilen). Man schreibt sie der Größe nach. (Beispiel: Die Primfaktoren von 100 sind 2 und 5) |
| \(p^{a}\) | p hoch a | Der Primfaktor \(p\), \(a\)-mal mit sich selbst multipliziert. Das kleine \(a\) rechts oben ist der Exponent, der angibt, dass \(a\)-mal multipliziert wird. (Beispiel: \(2^{2} = 2 \times 2 = 4\)) |
| \(d\) | d | Die Anzahl der Teiler. Der Buchstabe kommt von „Divisor“, einem anderen Wort für Teiler. (Beispiel: Für 100 ist \(d = 9\)) |
Begriffe
| Primzahl | Eine ganze Zahl ab 2, deren einzige Teiler 1 und sie selbst sind, also 2, 3, 5, 7, 11, 13, … Die 1 ist keine Primzahl, und die 2 ist die einzige gerade Primzahl. |
| zusammengesetzte Zahl | Eine ganze Zahl ab 2, die keine Primzahl ist. Anders gesagt, eine Zahl, die sich als Produkt aus 2 oder mehr Primzahlen schreiben lässt (Beispiel 100 = 2 × 2 × 5 × 5). |
| Primfaktor | Eine Primzahl, die eine ganze Zahl ohne Rest teilt. Die Primfaktoren von 100 sind 2 und 5. |
| Primfaktorzerlegung | Die Zerlegung einer ganzen Zahl in ein Produkt aus lauter Primzahlen. Das Ergebnis ist immer dasselbe, abgesehen von der Reihenfolge der Faktoren. |
| Teiler | Eine ganze Zahl, die eine Zahl ohne Rest teilt. Die Zahl 12 hat 6 Teiler, nämlich 1, 2, 3, 4, 6 und 12. |
| Exponent (Hochzahl) | Die kleine Zahl rechts oben, die angibt, wie oft multipliziert wird. \(2^{3}\) bedeutet, dass man 2 dreimal als Faktor schreibt (\(2 \times 2 \times 2 = 8\)). |
| Fundamentalsatz der Arithmetik | Der Satz, dass sich jede ganze Zahl ab 2 auf genau eine Weise als Produkt von Primzahlen schreiben lässt. Er ist der Grund dafür, dass die Primfaktorzerlegung nur ein Ergebnis hat. |
| Leiterverfahren | Ein schriftliches Verfahren, bei dem man der Reihe nach durch kleine Primzahlen teilt. Links schreibt man die Primzahl, durch die man teilt, darunter den Quotienten, und man hört auf, wenn der Quotient eine Primzahl ist. Multipliziert man alle Primzahlen links und den letzten Quotienten, erhält man wieder die ursprüngliche Zahl. Im Unterricht verwendet man oft auch einen Faktorbaum, der zu denselben Primzahlen führt. |
| Faktorbaum | Ein Baumdiagramm, das eine Zahl in zwei beliebige Faktoren zerlegt und jeden Faktor weiter zerlegt, bis nur noch Primzahlen übrig sind. Die Primzahlen am Ende der Äste ergeben die Primfaktorzerlegung. |
| Probedivision | Eine Methode zur Primfaktorzerlegung, bei der man der Reihe nach prüft, ob die Zahl durch 2, 3, 5, … ohne Rest teilbar ist. Geht es bis \(\sqrt{n}\) nirgends auf, ist die übrig gebliebene Zahl eine Primzahl. |
Was Sie vorab wissen sollten
Hier steht, was Ihnen hilft, die Berechnung auf dieser Seite mit echtem Verständnis zu nutzen und nicht nur auf die Schaltfläche zu klicken.
Wenn Sie nicht weiterkommen, ist es der schnellste Weg, diese Themen noch einmal durchzugehen.
| Einmaleins und Division (Klasse 3, 8–9 Jahre) |
|
| Gerade und ungerade Zahlen, Teiler und Vielfache (Klasse 5, 10–11 Jahre) |
|
| Primzahlen und Primfaktorzerlegung (Klasse 5 bis 6, 10–12 Jahre) |
|
| Potenzen und Exponenten (Klasse 6, 11–12 Jahre) |
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Mit Excel berechnen
| Primfaktor 1 | 2 |
| Primfaktor 2 | 2 |
| Primfaktor 3 | 5 |
| Primfaktor 4 | 5 |
| Ursprüngliche Zahl n | =B1*B2*B3*B4 |
| Primfaktor p | 2 |
| Exponent von p, a | 2 |
| Primfaktor q | 5 |
| Exponent von q, b | 2 |
| Ursprüngliche Zahl n | =B1^B2*B3^B4 |
| Exponent von p, a | 2 |
| Exponent von q, b | 2 |
| Anzahl der Teiler d | =(B1+1)*(B2+1) |
Die erste Tabelle prüft, dass die Multiplikation aller Primfaktoren wieder die ursprüngliche Zahl ergibt. In B5 steht 2 × 2 × 5 × 5 = 100.
Die zweite Tabelle geht von der Potenzschreibweise (2² × 5²) aus. „^“ ist das Zeichen für eine Potenz (wie oft multipliziert wird). In B5 steht 100.
Die dritte Tabelle berechnet die Anzahl der Teiler. In B3 steht (2+1) × (2+1) = 9. Ersetzen Sie einfach die Primfaktoren und Exponenten durch Ihre eigenen Ergebnisse.
Mit Google Tabellen berechnen
| Primfaktor 1 | 2 |
| Primfaktor 2 | 2 |
| Primfaktor 3 | 5 |
| Primfaktor 4 | 5 |
| Ursprüngliche Zahl n | =B1*B2*B3*B4 |
| Primfaktor p | 2 |
| Exponent von p, a | 2 |
| Primfaktor q | 5 |
| Exponent von q, b | 2 |
| Ursprüngliche Zahl n | =B1^B2*B3^B4 |
| Exponent von p, a | 2 |
| Exponent von q, b | 2 |
| Anzahl der Teiler d | =(B1+1)*(B2+1) |
Mit Python berechnen
number = 100 # die zu zerlegende ganze Zahl (ab 2)
prime_factors = [] # Liste der Primfaktoren, der kleinste zuerst
remaining = number
divisor = 2
while divisor * divisor <= remaining:
while remaining % divisor == 0: # weiter durch dieselbe Zahl teilen, solange es ohne Rest aufgeht
prime_factors.append(divisor)
remaining //= divisor
divisor += 1
if remaining > 1: # was über 1 übrig bleibt, ist eine Primzahl
prime_factors.append(remaining)
print(f"Primfaktoren von {number}: {prime_factors}")
Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
n = p₁ × p₂ × ⋯ × pₖ
n = p_1 \times p_2 \times \cdots \times p_k
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>×</mo>
<msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub>
<mo>×</mo>
<mo>⋯</mo>
<mo>×</mo>
<msub><mi>p</mi><mi>k</mi></msub>
</mrow>
</math>
n = p_1 xx p_2 xx cdots xx p_k
FactorInteger[n]
ifactor(n);
factor(n)
n = p_1 × p_2 × ⋯ × p_k
n = pᵃ × qᵇ × ⋯
n = p^{a} \times q^{b} \times \cdots
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<msup><mi>p</mi><mi>a</mi></msup>
<mo>×</mo>
<msup><mi>q</mi><mi>b</mi></msup>
<mo>×</mo>
<mo>⋯</mo>
</mrow>
</math>
n = p^a xx q^b xx cdots
p^a * q^b
n := p^a * q^b;
n = p^a * q^b;
n = p^a × q^b × ⋯
d = (a + 1) × (b + 1)
d = (a+1) \times (b+1)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>d</mi>
<mo>=</mo>
<mo>(</mo><mi>a</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>)</mo>
<mo>×</mo>
<mo>(</mo><mi>b</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>)</mo>
</mrow>
</math>
d = (a + 1) xx (b + 1)
(a + 1)*(b + 1)
d := (a + 1)*(b + 1);
d = (a + 1)*(b + 1);
d = (a + 1) × (b + 1)
Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
Sie sind ein Rechenassistent für ganze Zahlen. Führen Sie die folgende Berechnung aus, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort nur auf die Zahlen aus dem Ergebnis der Ausführung (nicht im Kopf rechnen und nicht schätzen). Bestimmen Sie die Primfaktorzerlegung von 360. 1. Nennen Sie alle Primfaktoren der Größe nach (jeden Primfaktor so oft, wie er vorkommt) 2. Schreiben Sie sie in Potenzschreibweise (zum Beispiel in der Form 2^3 × 3^2 × 5) 3. Bestimmen Sie außerdem die Anzahl der Teiler von 360 Zeigen Sie den verwendeten Code und die Zahlen aus dem Ergebnis der Ausführung.
Anleitung
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1Zahlen eingebenGeben Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ablesenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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