最大公因數計算器

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最大公因數計算機

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在繼續定義最大公約數 (GCD) 的概念之前,有必要了解一般公約數是什麼。

眾所周知,一個整數可以有多個約數。 我們感興趣的是通過幾個整數同時訪問它們。 我們將幾個整數的公約數視為可以作為指定係列中每個數字的約數的數字。

例如,數字 8 和 12 有以下公約數:1 和 4。這可以很容易地通過編寫數學表達式來驗證:8 = 4 ⋅ 2; 12 = 3 ⋅ 4.

需要注意的是,每個數最初至少有兩個公約數:任何數都可以被其本身無餘數整除,也可以被1整除。

確定最大公約數

兩個自然數的最大公約數 (GCD) 是我們可以除以兩個數字的最大自然數。 如果兩個自然數的最大公約數的值為 1,則稱這兩個自然數互質。

對於兩個數 a 和 b,最大公約數是 a 和 b 可以除以無餘數的數。 這個表達式寫成:gcd(a, b) = c。

GCD的另一種寫法:(a, b) = c。 但是,在大多數情況下,會使用第一個選項。

因此,例如,數字 4 和 16 的最大公約數等於 4。讓我們寫成:gcd (4, 16) = 4。

讓我們描述一下我們是如何得出這個結果的:

  • 我們寫出了數字 4 的所有除數。我們得到:4、2、1。
  • 接下來,我們繪製了 16 的所有除數。我們得到:16、8、4、2、1。
  • 我們選擇了 4 和 16 的共同除數。我們得到:4、2、1。
  • 從生成的公約數中,選擇最大的公約數。 這是 4。
  • 我們得到答案:對於數字 4 和 16,GCD 為 4。

同樣,您可以找到三個或更多整數的 GCD。 在這種情況下,它將是最大的整數,您可以將建議的系列中的所有數字除以該整數。

因此,例如,整數 6、12、18、42 的最大約數將是數字 6,即 gcd (6, 12, 18, 42) = 6。答案是使用算法得出的與上面描述的類似 - 對於系列中的數字,所有除數按順序寫出,然後選擇其中最大的。

GCD 屬性

最大公約數具有許多與除數大於零的正整數的 GCD 相關的屬性。

屬性 1

從數字換位來看,GCD的最終值是不會改變的。 你可以這樣寫這個語句:

  • gcd(a, b) = gcd(b, a)。

屬性 2

如果 a 可以被 b 整除,則 a 和 b 的公約數集合與 b 的公約數集合相同。 寫成這樣:

  • gcd(a, b) = b.

已證明的最大除數屬性可用於找到兩個數字中的一個可以被另一個整除的 gcd。 在這種情況下,GCD 等於這些數字中的一個,另一個數字可以被它整除。

例如:

  • gcd(12, 4) = 4。

類似的:

  • gcd(10, 1) = 1。

屬性 3

如果 a = bq + c,其中 a、b、c 和 q 是整數,則 a 和 b 的公約數集合與 b 和 c 的公約數集合相同。

等式 gcd (a, b) = gcd (b, c) 成立。

屬性 4

如果 m 是任何自然數,則表達式 gcd(ma, mb) = m ⋅ gcd(a, b) 為真。

屬性 5

假設 p 是 a 和 b 的公約數。

然後:

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

如果 p = gcd(a, b),我們得到:

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

因此,數字 a / gcd (a, b) 和 b / gcd (a, b) 互質。

屬性 6

任何兩個數字至少有一個公約數 - 這就是數字 1。

要使用普通分數,必須了解 GCD 概念的理論基礎及其定義的實踐技能。 此外,GCD與另一個數學單位——最小公約數密切相關。 這兩個定義通常作為標準學校課程的一部分進行研究。

如何求最大公因數

如何求最大公因數

尋找最大公約數 (gcd) 是一項相當受歡迎的任務。 此操作可幫助我們執行出現普通分數的計算。

尋找GCD的方法

有幾個技巧可以找到最大公約數。 我們將考慮其中最受歡迎的。

通過將數字分解為質因數來找到 GCD

這種方法是解決數學問題最常用的方法之一。

確定分解為素數的GCD的算法包括以下步驟:

  • 我們將數字表示為質因數。 例如,數字 20 可以表示為 2 ⋅ 2 ⋅ 5 的乘積。
  • 選擇將出現在兩個擴展中的因素。
  • 找出這些因素的乘積。

讓我們考慮幾個該算法在實踐中應用的例子:

確定數字 12 和 8 的 GCD。

將 12 和 8 分解為質因數:

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

我們會研究這兩個擴展包中存在的因素。 查找:2 和 2。

我們將這些因子相乘得到:

  • 2 ⋅ 2 = 4。

答案:gcd (12, 8) = 4。

確定數字 75 和 150 的 GCD。

求解順序與前面的例子類似。

讓我們將 75 和 150 表示為質因數:

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

確定兩次展開中重複的因子:3、5 和 5。

我們將所得數字相乘:3 ⋅ 5 ⋅ 5 = 75。

答案:gcd (75, 150) = 75。

確定數字 9 和 5 的 GCD。

這個例子使用乘數只能為1的素數。

當將 9 和 5 分解為質因數時,我們會發現它們沒有相同的因數:

  • 5 = 5。
  • 9 = 3 ⋅ 3.

必須記住,這種情況很特殊。 這樣的數是互質的,它們的公約數是一。

歐幾里得算法

該算法以古希臘數學家歐幾里德的名字命名,歐幾里德首先在他的著作(《開端》第 7 和 10 本書)中描述了它。 眾所周知,歐幾里得不是該算法的作者。 然而,它被認為是當今使用的最古老的算法之一。

歐幾里得算法可以很容易地計算出兩個正數的最大公約數。

要找到 GCD (a, b),該算法如下所示:

  • 如果 a = 0 則 gcd(a, b) = b 因為 gcd(0, b) = b 並且算法停止。
  • 如果 b = 0 則 gcd(a, b) = a 因為 gcd(a, 0) = a 並且算法停止。
  • a 除以 b 的餘數 (a = b ⋅ q + r)
  • 使用歐幾里得算法求 gcd(b, r),因為 gcd(a, b) = gcd(b, r)。

為了在實踐中驗證該方法的有效性,考慮一個例子。

需要確定數字270和192的GCD。

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

a 除以 b,我們得到:

  • 270 / 192 = 1(餘數為 78)。

您可以將結果寫為:270 = 192 ⋅ 1 + 78。

接下來,我們將計算 gcd (192, 78),因為 gcd (270, 192) = gcd (192, 78)。

讓我們繼續。

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

a 除以 b,我們得到:

  • 192 / 78 = 2(餘數為 36)。

可以寫成:

  • 192 = 78 ⋅ 2 + 36。

計算 gcd(78, 36),因為 gcd(192, 78) = gcd(78, 36)。

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

a 除以 b,我們得到:

  • 78 / 36 = 2(餘數為0)。

讓我們把結果寫成:

  • 78 = 36 ⋅ 2 + 6。

計算 gcd(36, 6) 因為 gcd(78, 36) = gcd(36, 6)。

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

A 除以 B,得 36 / 6 = 6(餘數為 0)。

將結果寫成如下形式:

  • 36 =​​ 6 ⋅ 6 + 0。

接下來我們找到 gcd(6, 0) 因為 gcd(36, 6) = gcd(6, 0)。

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

結果我們有:

  • gcd(6, 0) = 6。

因此,我們有以下計算順序:

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

結果,我們得到了答案:

  • gcd(270, 192) = 6。

上面討論的每種搜索方法都有其優點和缺點。 第一種方法非常適合處理相對簡單的示例,這與第二種方法不同,後者可用於解決更複雜的數學問題。