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最大公约数与最小公倍数

最大公约数与最小公倍数

作者: 海人为记 | 来源:发表于2018-07-01 18:43 被阅读23次

    基本概念

    如果数a能被数b整除,a就叫做b的倍数,b就叫做a额约数。
    几个整数中公有的约数,叫做这几个数的公约数;其中最大的一个,叫做这几个数的最大公约数。
    几个自然数公有的倍数,叫做这几个数的公倍数,其中最小的一个自然数,叫做这几个数的最小公倍数

    求法

    质因数分解法
    质因数分解法:把每个数分别分解质因数,再把各数中的全部公有质因数提取出来连乘,所得的积就是这几个数的最大公约数

    短除法
    短除法:短除法求最大公约数,先用这几个数的公约数连续去除,一直除到所有的商互质为止,然后把所有的除数连乘起来,所得的积就是这几个数的最大公约数。
    辗转相除法
    辗转相除法是求两个自然数的最大公约数的一种方法,也叫做欧几里得算法。
    例如,求(319,377):
    ∵ 319÷377=0(余319)
    ∴(319,377)=(377,319);
    ∵ 377÷319=1(余58)
    ∴(377,319)=(319,58);
    ∵ 319÷58=5(余29)
    ∴ (319,58)=(58,29);
    ∵ 58÷29=2(余0)
    ∴ (58,29)= 29;
    ∴ (319,377)=29。
    可以写成右边的格式。
    用辗转相除法求几个数的最大公约数,可以先求处其中任意两个数的最大公约数,再求这个最大公约数与第三个数的最大公约数,依次求下去,直到最后一个树为止。最后所得的那个最大公约数,就是所有这些数的最大公约数。
    下面是辗转相除法的算法实现

    // 最大公约数
    public static int gcd(int p, int q) {
        if(q == 0) return p;    
        int r = p % q;
        return gcd(q ,r);
    }
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    int m = sc.nextInt();
    int n = sc.nextInt();
    int x = gcd(m, n);
    int lcm = m*n/x;
    System.out.println("最大公约数为:" + x);
    System.out.println("最最小公倍数为:" + lcm);
    

    更相减损法
    更相减损法:也叫更相减损术,是出自《九章算术》的一种求最大公约数的算法,它原本是为约分)而设计的,但它适用于任何需要求最大公约数的场合。

    《九章算术》是中国古代的数学专著,其中的“更相减损术”可以用来求两个数的最大公约数,即“可半者半之,不可半者,副置分母、子之数,以少减多,更相减损,求其等也。以等数约之。”

    翻译成现代语言如下:

    第一步:任意给定两个正整数;判断它们是否都是偶数。若是,则用2约简;若不是则执行第二步。

    第二步:以较大的数减较小的数,接着把所得的差与较小的数比较,并以大数减小数。继续这个操作,直到所得的减数和差相等为止。

    则第一步中约掉的若干个2与第二步中等数的乘积就是所求的最大公约数。

    其中所说的“等数”,就是最大公约数。求“等数”的办法是“更相减损”法。所以更相减损法也叫等值算法

    例1.用更相减损术求98与63的最大公约数。

    解:由于63不是偶数,把98和63以大数减小数,并辗转相减:

    98-63=35

    63-35=28

    35-28=7

    28-7=21

    21-7=14

    14-7=7

    所以,98和63的最大公约数等于7。

    这个过程可以简单的写为:

    (98,63)=(35,63)=(35,28)=(7,28)=(7,21)=(7,14)=(7,7)=7.

    例2.用更相减损术求260和104的最大公约数。

    解:由于260和104均为偶数,首先用2约简得到130和52,再用2约简得到65和26。

    此时65是奇数而26不是奇数,故把65和26辗转相减:

    65-26=39

    39-26=13

    26-13=13

    所以,260与104的最大公约数等于13乘以第一步中约掉的两个2,即1322=52。

    这个过程可以简单地写为:

    (260,104)(/2/2) =>(65,26)=(39,26)=(13,26)=(13,13)=13. (22) => 52 [1]

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