最大公因数计算器

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最大公因数计算器

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在继续定义最大公约数 (GCD) 的概念之前,有必要了解一般公约数是什么。

众所周知,一个整数可以有多个约数。 我们感兴趣的是通过几个整数同时访问它们。 我们将几个整数的公约数视为可以作为指定系列中每个数字的约数的数字。

例如,数字 8 和 12 有以下公约数:1 和 4。这可以很容易地通过编写数学表达式来验证:8 = 4 ⋅ 2; 12 = 3 ⋅ 4.

需要注意的是,每个数最初至少有两个公约数:任何数都可以被其本身无余数整除,也可以被1整除。

确定最大公约数

两个自然数的最大公约数 (GCD) 是我们可以除以两个数字的最大自然数。 如果两个自然数的最大公约数的值为 1,则称这两个自然数互质。

对于两个数 a 和 b,最大公约数是 a 和 b 可以除以无余数的数。 这个表达式写成:gcd(a, b) = c。

GCD的另一种写法:(a, b) = c。 但是,在大多数情况下,会使用第一个选项。

因此,例如,数字 4 和 16 的最大公约数等于 4。让我们写成:gcd (4, 16) = 4。

让我们描述一下我们是如何得出这个结果的:

  • 我们写出了数字 4 的所有除数。我们得到:4、2、1。
  • 接下来,我们绘制了 16 的所有除数。我们得到:16、8、4、2、1。
  • 我们选择了 4 和 16 的共同除数。我们得到:4、2、1。
  • 从生成的公约数中,选择最大的公约数。 这是 4。
  • 我们得到答案:对于数字 4 和 16,GCD 为 4。

同样,您可以找到三个或更多整数的 GCD。 在这种情况下,它将是最大的整数,您可以将建议的系列中的所有数字除以该整数。

因此,例如,整数 6、12、18、42 的最大约数将是数字 6,即 gcd (6, 12, 18, 42) = 6。答案是使用算法得出的与上面描述的类似 - 对于系列中的数字,所有除数按顺序写出,然后选择其中最大的。

GCD 属性

最大公约数具有许多与除数大于零的正整数的 GCD 相关的属性。

属性 1

从数字换位来看,GCD的最终值不会改变。 你可以这样写这个语句:

  • gcd(a, b) = gcd(b, a)。

属性 2

如果 a 可以被 b 整除,则 a 和 b 的公约数集合与 b 的公约数集合相同。 写成这样:

  • gcd(a, b) = b.

已证明的最大除数属性可用于找到两个数字中的一个可以被另一个整除的 gcd。 在这种情况下,GCD 等于这些数字中的一个,另一个数字可以被它整除。

例如:

  • gcd(12, 4) = 4。

类似的:

  • gcd(10, 1) = 1。

属性 3

如果 a = bq + c,其中 a、b、c 和 q 是整数,则 a 和 b 的公约数集合与 b 和 c 的公约数集合相同。

等式 gcd (a, b) = gcd (b, c) 成立。

属性 4

如果 m 是任何自然数,则表达式 gcd(ma, mb) = m ⋅ gcd(a, b) 为真。

属性 5

假设 p 是 a 和 b 的公约数。

然后:

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

如果 p = gcd(a, b),我们得到:

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

因此,数字 a / gcd (a, b) 和 b / gcd (a, b) 互质。

属性 6

任何两个数字至少有一个公约数 - 这就是数字 1。

要使用普通分数,必须了解 GCD 概念的理论基础及其定义的实践技能。 此外,GCD与另一个数学单位——最小公约数密切相关。 这两个定义通常作为标准学校课程的一部分进行研究。

如何找到最大公约数

如何找到最大公约数

寻找最大公约数 (gcd) 是一项相当受欢迎的任务。 此操作可帮助我们执行出现普通分数的计算。

寻找GCD的方法

有几个技巧可以找到最大公约数。 我们将考虑其中最受欢迎的。

通过将数字分解为质因数来找到 GCD

这种方法是解决数学问题最常用的方法之一。

确定分解为素数的GCD的算法包括以下步骤:

  • 我们将数字表示为质因数。 例如,数字 20 可以表示为 2 ⋅ 2 ⋅ 5 的乘积。
  • 选择将出现在两个扩展中的因素。
  • 找出这些因素的乘积。

让我们考虑几个该算法在实践中应用的例子:

确定数字 12 和 8 的 GCD。

将 12 和 8 分解为质因数:

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

我们会研究这两个扩展包中存在的因素。 查找:2 和 2。

我们将这些因子相乘得到:

  • 2 ⋅ 2 = 4。

答案:gcd (12, 8) = 4。

确定数字 75 和 150 的 GCD。

求解顺序与前面的例子类似。

让我们将 75 和 150 表示为质因数:

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

确定两次展开中重复的因子:3、5 和 5。

我们将所得数字相乘:3 ⋅ 5 ⋅ 5 = 75。

答案:gcd (75, 150) = 75。

确定数字 9 和 5 的 GCD。

这个例子使用乘数只能为1的素数。

当将 9 和 5 分解为质因数时,我们会发现它们没有相同的因数:

  • 5 = 5。
  • 9 = 3 ⋅ 3.

必须记住,这种情况很特殊。 这样的数是互质的,它们的公约数是一。

欧几里得算法

该算法以古希腊数学家欧几里德的名字命名,欧几里德首先在他的著作(《开端》第 7 和 10 本书)中描述了它。 众所周知,欧几里得不是该算法的作者。 然而,它被认为是当今使用的最古老的算法之一。

欧几里得算法可以很容易地计算出两个正数的最大公约数。

要找到 GCD (a, b),该算法如下所示:

  • 如果 a = 0 则 gcd(a, b) = b 因为 gcd(0, b) = b 并且算法停止。
  • 如果 b = 0 则 gcd(a, b) = a 因为 gcd(a, 0) = a 并且算法停止。
  • a 除以 b 的余数 (a = b ⋅ q + r)
  • 使用欧几里德算法求 gcd(b, r),因为 gcd(a, b) = gcd(b, r)。

为了在实践中验证该方法的有效性,考虑一个例子。

需要确定数字270和192的GCD。

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

a 除以 b,我们得到:

  • 270 / 192 = 1(余数为 78)。

您可以将结果写为:270 = 192 ⋅ 1 + 78。

接下来,我们将计算 gcd (192, 78),因为 gcd (270, 192) = gcd (192, 78)。

让我们继续。

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

a 除以 b,我们得到:

  • 192 / 78 = 2(余数为 36)。

可以写成:

  • 192 = 78 ⋅ 2 + 36。

计算 gcd(78, 36),因为 gcd(192, 78) = gcd(78, 36)。

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

a 除以 b,我们得到:

  • 78 / 36 = 2(余数为0)。

让我们把结果写成:

  • 78 = 36 ⋅ 2 + 6。

计算 gcd(36, 6) 因为 gcd(78, 36) = gcd(36, 6)。

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

A 除以 B,得 36 / 6 = 6(余数为 0)。

将结果写成如下形式:

  • 36 =​​ 6 ⋅ 6 + 0。

接下来我们找到 gcd(6, 0) 因为 gcd(36, 6) = gcd(6, 0)。

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

结果我们有:

  • gcd(6, 0) = 6。

因此,我们有以下计算顺序:

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

结果,我们得到了答案:

  • gcd(270, 192) = 6。

上面讨论的每种搜索方法都有其优点和缺点。 第一种方法非常适合处理相对简单的示例,这与第二种方法不同,后者可用于解决更复杂的数学问题。