方法一:質因數分解
把每個數拆成質數相乘,再比較每個質因數的次方:
- 最大公因數:只取每個數都有的質因數,次方取最小的。
- 最小公倍數:所有出現過的質因數都要取,次方取最大的。
12 = 2² × 3,18 = 2 × 3²,30 = 2 × 3 × 5
最大公因數 = 2 × 3 = 6
最小公倍數 = 2² × 3² × 5 = 180
方法二:短除法
國小、國中最常用的寫法。把數字排一列,左邊寫除數(質數),下面寫商:
- 找一個能整除全部數字的質數,從小的開始試,寫在左邊,商寫在下一列。
- 重複到全部數字沒有共同的質因數為止。到這裡,左邊的質數相乘就是最大公因數。
- 要求最小公倍數:如果還有任兩個數有共同的質因數,就繼續除,不能整除的數照抄到下一列。
- 直到最底下一列兩兩互質。左邊所有質數 × 最底下一列所有數 = 最小公倍數。
兩個數的時候,第 2 步做完就同時得到最大公因數和最小公倍數;三個數以上,求最小公倍數要多做第 3 步。上面的計算結果會標出哪幾列是求最大公因數、哪幾列是只為了最小公倍數才繼續除的。
生活中會用到的地方
- 約分:分子分母同除以最大公因數,就是最簡分數。要算分數可以用分數計算機。
- 通分:分母的最小公倍數就是最小公分母。
- 週期問題:兩班公車分別 12 分鐘、18 分鐘一班,同時發車後,下一次同時發車是 36 分鐘後(最小公倍數)。
- 平均分組:24 顆蘋果和 36 顆橘子要分成同樣的幾份、不能有剩,最多分 12 份(最大公因數)。
常見問題
最大公因數和最小公倍數是什麼?
最大公因數(GCD,也叫最大公約數)是幾個數都能整除的數裡最大的那一個,例如 12 和 18 的最大公因數是 6。最小公倍數(LCM)是幾個數共同的倍數裡最小的那一個,例如 12 和 18 的最小公倍數是 36。
用質因數分解怎麼求?
先把每個數拆成質數相乘,例如 12 = 2² × 3、18 = 2 × 3²。最大公因數取每個共同質因數的「最小」次方:2¹ × 3¹ = 6;最小公倍數取每個質因數的「最大」次方:2² × 3² = 36。
短除法怎麼做?
把幾個數排成一列,用一個能同時整除它們的質數去除,商寫在下面,一直除到沒有共同的質因數為止。左邊除過的質數相乘就是最大公因數;再把左邊的質數和最底下一列的商全部相乘,就是最小公倍數。三個數以上求最小公倍數時,只要有兩個數能被整除就可以繼續除,不能整除的數直接照抄到下一列。
兩個數的最大公因數和最小公倍數有什麼關係?
兩個正整數 a、b 的最大公因數乘最小公倍數,剛好等於 a × b。例如 12 × 18 = 216 = 6 × 36。三個數以上就沒有這個關係,要用質因數分解或短除法算。
互質是什麼意思?
兩個數的最大公因數是 1,就叫互質,例如 8 和 15。互質的兩個數,最小公倍數就是兩數相乘。
可以算 0 或負數嗎?
本工具只收正整數。0 能被任何數整除,0 和 a 的最大公因數是 a,但 0 沒有最小公倍數的意義;負數的公因數、公倍數一般取正的來算,所以先把負號拿掉再填就可以。
計算方法
質因數分解用試除法(從 2 開始試到平方根);最小公倍數用大整數(BigInt)計算,數字很大也不會失真。短除法每一步都選最小的可用質數,所以和課本寫法的順序可能不同,但最大公因數、最小公倍數的結果一定相同。