LNKO kalkulátor

Egyéb eszközök

Területszámító{$ ',' | translate $} Kerületszámoló{$ ',' | translate $} Térfogatszámítás{$ ',' | translate $} Szorzótábla{$ ',' | translate $} Mengyelejev-táblázat{$ ',' | translate $} Mátrix kalkulátor{$ ',' | translate $} LKKT kalkulátor{$ ',' | translate $} Trigonometriai kalkulátor{$ ',' | translate $}

Legnagyobb közös osztó kalkulátor

Legnagyobb közös osztó kalkulátor

Mielőtt a legnagyobb közös osztó (GCD) fogalmának meghatározásához kezdenénk, meg kell értenünk, mi a közös osztó általában.

Ismert, hogy egy egész számnak több osztója is lehet. Arra vagyunk kíváncsiak, hogy egyidejűleg több egész számmal hozzájuk férhessenek. Több egész szám közös osztójának azt a számot tekintjük, amely a megadott sorozat minden egyes számának osztójaként működhet.

Például a 8-as és 12-es számoknak a következő közös osztói vannak: 1 és 4. Ez könnyen ellenőrizhető matematikai kifejezések felírásával: 8 = 4 ⋅ 2; 12 = 3 ⋅ 4.

Meg kell jegyezni, hogy kezdetben minden számnak legalább két közös osztója van: bármely szám osztható önmagával maradék nélkül, és osztható 1-gyel is.

A legnagyobb közös osztó meghatározása

Két természetes szám legnagyobb közös osztója (GCD) a legnagyobb a természetes számok közül, amellyel két számunkat oszthatjuk. Ha két természetes szám legnagyobb közös osztójának értéke 1, akkor ezeket a számokat koprímnek nevezzük.

Két a és b szám esetén a legnagyobb közös osztó az a szám, amellyel a és b maradék nélkül osztható. Ez a kifejezés a következőképpen írható: gcd (a, b) = c.

A GCD írásának másik módja: (a, b) = c. A legtöbb esetben azonban az első opciót használjuk.

Így például a 4-es és 16-os szám legnagyobb közös osztója 4. Írjuk fel: gcd (4, 16) = 4.

Írjuk le, hogyan jutottunk ehhez az eredményhez:

  • Kiírtuk a 4-es szám összes osztóját. A következőt kaptuk: 4, 2, 1.
  • Ezután megfestettük a 16 összes osztóját. A következőt kaptuk: 16, 8, 4, 2, 1.
  • Olyan osztókat választottunk, amelyek a 4-re és a 16-ra is közösek. A következőt kaptuk: 4, 2, 1.
  • A kapott közös osztók közül a legnagyobbat választottuk ki. Ez a 4.
  • Megkapjuk a választ: 4-es és 16-os szám esetén a GCD 4.

Hasonlóan megtalálhatja a GCD-t három vagy több egész számra. Ebben az esetben ez lesz a legnagyobb egész szám, amellyel eloszthatja a javasolt sorozat összes számát.

Így például a 6, 12, 18, 42 egész számok legnagyobb osztója a 6 lesz, azaz gcd (6, 12, 18, 42) = 6. A választ egy algoritmus segítségével kaptuk meg. a fent leírtakhoz hasonlóan - egy sorozatból származó számok esetén az összes osztót egymás után kiírták, majd a legnagyobbat választották ki közülük.

GCD tulajdonságai

A legnagyobb közös osztónak számos olyan tulajdonsága van, amelyek a nullánál nagyobb osztókkal rendelkező pozitív egészek GCD-jére vonatkoznak.

1. tulajdonság

A számok helyének megváltoztatása miatt a GCD végső értéke nem változik. Ezt az állítást így írhatod:

  • gcd(a, b) = gcd(b, a).

2. tulajdonság

Ha a osztható b-vel, akkor a és b közös osztóinak halmaza megegyezik b osztóinak halmazával. Így írva:

  • gcd(a, b) = b.

A bizonyított legnagyobb osztó tulajdonság felhasználható két olyan szám gcd-jének meghatározására, amikor az egyik osztható a másikkal. Ebben az esetben a GCD egyenlő ezen számok egyikével, amellyel egy másik szám osztható.

Például:

  • gcd(12, 4) = 4.

Hasonló:

  • gcd(10, 1) = 1.

3. tulajdonság

Ha a = bq + c, ahol a, b, c és q egész számok, akkor a és b közös osztóinak halmaza megegyezik b és c közös osztóival.

Érvényessé válik a gcd (a, b) = gcd (b, c) egyenlőség.

4. tulajdonság

A gcd(ma, mb) = m ⋅ gcd(a, b) kifejezés igaz, feltéve, hogy m bármely természetes szám.

5. tulajdonság

Tegyük fel, hogy p az a és b bármely közös osztója.

Ezután:

  • gcd(a / p, b / p) = gcd(a, b) / p.

Ha p = gcd(a, b), akkor a következőt kapjuk:

  • gcd (a / gcd (a, b), b / gcd (a, b)) = 1,

Így az a / gcd (a, b) és b / gcd (a, b) számok másodlagos számok.

6. tulajdonság

Bármely két számnak van legalább egy közös osztója – ez az 1.

A GCD koncepció elméleti alapjainak ismerete, valamint definíciójának gyakorlati ismerete szükséges a közönséges törtekkel való munkavégzéshez. Ezenkívül a GCD szorosan kapcsolódik egy másik matematikai egységhez - a legkevésbé közös osztóhoz. Mindkét definíciót általában egy szabványos iskolai tanterv részeként tanulmányozzák.

A legnagyobb közös osztó meghatározása

A legnagyobb közös osztó meghatározása

A legnagyobb közös osztó (gcd) megtalálása meglehetősen népszerű feladat. Ez a művelet segít olyan számítások elvégzésében, amelyekben közönséges törtek jelennek meg.

Módszerek a GCD megtalálására

Több trükk is létezik a legnagyobb közös osztó megtalálásához. Megvizsgáljuk közülük a legnépszerűbbeket.

A GCD megkeresése a számok prímtényezőkre való felbontásával

Ez a módszer az egyik leggyakrabban használt matematikai feladatok megoldásában.

A GCD prímtényezőkre bontással történő meghatározására szolgáló algoritmus a következő lépésekből áll:

  • A számokat prímtényezőként ábrázoljuk. Például a 20-as szám ábrázolható 2 ⋅ 2 ⋅ 5 szorzataként.
  • Válassza ki azokat a tényezőket, amelyek mindkét bővítményben jelen lesznek.
  • Keresse meg e tényezők szorzatát.

Vegyünk néhány példát ennek az algoritmusnak a gyakorlati alkalmazására:

Határozza meg a 12-es és 8-as számok GCD-jét.

Folom fel a 12-t és a 8-at prímtényezőkre:

  • 12 = 2 ⋅ 2 ⋅ 3.
  • 8 = 2 ⋅ 2 ⋅ 2.

Megvizsgáljuk, hogy milyen tényezők vannak jelen mindkét bővítésben. Keresse meg: 2 és 2.

Megszorozzuk a tényezőket, és megkapjuk:

  • 2 ⋅ 2 = 4.

Válasz: gcd (12, 8) = 4.

Határozza meg a 75 és 150 számok GCD-jét.

A megoldási sorrend hasonló az előző példához.

Jelöljük be a 75-öt és a 150-et prímtényezőként:

  • 75 = 3 ⋅ 5 ⋅ 5.
  • 150 = 2 ⋅ 3 ⋅ 5 ⋅ 5.

Határozza meg mindkét bővítésben ismétlődő tényezőket: 3, 5 és 5.

A kapott számokat összeszorozzuk: 3 ⋅ 5 ⋅ 5 = 75.

Válasz: gcd (75, 150) = 75.

Határozza meg a 9-es és 5-ös számok GCD-jét.

Ez a példa prímszámokat használ, amelyek szorzója csak 1 lehet.

Ha a 9-et és az 5-öt prímtényezőkké alakítjuk, látni fogjuk, hogy nem ugyanazok a tényezők:

  • 5 = 5.
  • 9 = 3 ⋅ 3.

Ne feledje, hogy ez az eset különleges. Az ilyen számok másodprímek, közös osztójuk pedig egy.

Eukleidész algoritmusa

Ezt az algoritmust az ókori görög matematikusról, Eukleidészről nevezték el, aki először írta le írásaiban (a „Kezdetek” 7. és 10. könyve). Ismeretes, hogy ennek az algoritmusnak nem Eukleidész volt a szerzője. Ennek ellenére az egyik legrégebbi ma használatos algoritmusnak számít.

Euklidész algoritmusa megkönnyíti két pozitív szám legnagyobb közös osztójának kiszámítását.

A GCD (a, b) megtalálásához ez az algoritmus a következőképpen néz ki:

  • Ha a = 0, akkor gcd(a, b) = b, mert gcd(0, b) = b, és az algoritmus leáll.
  • Ha b = 0, akkor gcd(a, b) = a, mert gcd(a, 0) = a, és az algoritmus leáll.
  • Ossz a-t b-vel maradékkal (a = b ⋅ q + r)
  • A gcd(b, r) keresése Euklidész algoritmusával, mert gcd(a, b) = gcd(b, r).

A módszer gyakorlati hatékonyságának ellenőrzéséhez tekintsen egy példát.

Meg kell határozni a 270 és 192 számok GCD-jét.

  • a = 270, b = 192.
  • a ≠ 0.
  • b ≠ 0.

A-t elosztva b-vel, a következőt kapjuk:

  • 270 / 192 = 1 (a maradék 78).

Az eredményt a következőképpen írhatja fel: 270 = 192 ⋅ 1 + 78.

Ezután a gcd (192, 78) értéket fogjuk kiszámítani, mivel gcd (270, 192) = gcd (192, 78).

Lépjünk tovább.

  • a = 192, b = 78.
  • a ≠ 0.
  • b ≠ 0.

A-t elosztva b-vel, a következőt kapjuk:

  • 192 / 78 = 2 (a maradék 36).

Írható így:

  • 192 = 78 ⋅ 2 + 36.

A gcd(78, 36) kiszámítása, mivel gcd(192, 78) = gcd(78, 36).

  • a = 78, b = 36.
  • a ≠ 0.
  • b ≠ 0.

A-t elosztva b-vel, a következőt kapjuk:

  • 78/36 = 2 (a maradék 0).

Írjuk fel az eredményt a következőképpen:

  • 78 = 36 ⋅ 2 + 6.

A gcd(36, 6) kiszámítása, mivel gcd(78, 36) = gcd(36, 6).

  • a = 36, b = 6.
  • a ≠ 0.
  • b ≠ 0.

Ossz el A-t B-vel, 36/6 = 6 (a maradék 0).

Írja le az eredményt a következő formában:

  • 36 = ​​6 ⋅ 6 + 0.

Ezután a gcd(6, 0) értéket találjuk, mivel gcd(36, 6) = gcd(6, 0).

  • a = 6, b = 0.
  • a ≠ 0.
  • b = 0.

Ennek eredményeként:

  • gcd(6, 0) = 6.

Így a következő számítási sorozatot kapjuk:

  • gcd(270, 192) = gcd(192, 78) = gcd(78, 36) = gcd(36, 6) = gcd(6, 0) = 6.

Ennek eredményeként megvan a válasz:

  • gcd(270, 192) = 6.

A fent tárgyalt keresési módszerek mindegyikének megvannak a maga előnyei és hátrányai. Az első módszer kiválóan alkalmas viszonylag egyszerű példákkal való munkavégzésre, ellentétben a másodikkal, amely bonyolultabb matematikai problémák megoldására használható.