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最大公约数与最小公倍数


什么是 GCD

两个数的 GCD(最大公约数)是指这两个数都能被其整除的最大自然数。

记法:GCD(a, b)。例如,GCD(12, 18) = 6。

什么是 LCM

两个数的 LCM(最小公倍数)是指能同时被这两个数整除的最小自然数。

记法:LCM(a, b)。例如,LCM(12, 18) = 36。

如何求 GCD

方法 1——质因数分解:

  • 将两个数分解为质因数;
  • 选取公共因数;
  • 将它们相乘——即为 GCD。

例如:GCD(24, 36)。24 = 2³ · 3,36 = 2² · 3²。公共因数:2² · 3 = 12。所以 GCD(24, 36) = 12。

方法 2——欧几里得算法:用较大数除以较小数,再用较小数除以余数,如此直到余数为零。最后一个非零余数即为 GCD。

如何求 LCM

方法 1——质因数分解:

  • 将两个数分解为质因数;
  • 选取至少在其中一个分解中出现过的所有因数,取最大指数;
  • 将它们相乘——即为 LCM。

例如:LCM(24, 36)。24 = 2³ · 3,36 = 2² · 3²。最大指数:2³ · 3² = 72。所以 LCM(24, 36) = 72。

方法 2——通过 GCD:LCM(a, b) = (a · b) / GCD(a, b)。

应用

GCD 与 LCM 在处理分数时广泛使用:

  • GCD——用于分数约分(分子和分母同时除以 GCD);
  • LCM——用于通分(公分母即分母的 LCM);
  • LCM 还用于解决运动、工作和共同行动的问题。

例题

计算 GCD 与 LCM 的示例:

  • GCD(12, 18) = 6,LCM(12, 18) = 36;
  • GCD(8, 12) = 4,LCM(8, 12) = 24;
  • GCD(7, 11) = 1,LCM(7, 11) = 77(互质数)。

常见问题

GCD 和 LCM 是什么?

GCD——最大公约数:两个数都能被其整除的最大数。LCM——最小公倍数:能同时被两个数整除的最小数。

如何求两个数的 GCD?

最快的方法是欧几里得算法:用较大数除以较小数,再用较小数除以余数,如此直到余数为零。最后一个非零余数即为 GCD。

如何通过 GCD 求 LCM?

LCM(a, b) = (a · b) / GCD(a, b)。例如,LCM(12, 18) = (12 · 18) / 6 = 36。

什么是互质数?

互质数是指 GCD 为 1 的数。例如,7 和 11、8 和 9。互质数的 LCM 等于它们的乘积。