手工求公因数的方法
两个整数 \(a\) 和 \(b\) 的公因数,是能同时整除二者且没有余数的正整数。下面以 48 和 18 为例,介绍逐步方法。
列出每个数的所有因数。依次检验从 1 到 \(\lfloor\sqrt{n}\rfloor\) 的整数 \(d\)。每当 \(d\) 能整除 \(n\),就同时记下 \(d\) 和 \(n/d\)。对于 48(\(\sqrt{48}\approx 6.93\),所以检验 1 到 6):1×48、2×24、3×16、4×12、6×8,得到 1、2、3、4、6、8、12、16、24、48。对于 18(\(\sqrt{18}\approx 4.24\),所以检验 1 到 4):1×18、2×9、3×6,得到 1、2、3、6、9、18。
圈出共有的因数。同时出现在两个列表中的因数是 1、2、3 和 6。
最大的共有因数就是最大公因数。这里的最大公因数(GCF)是 6。
捷径:先求最大公因数
质因数分解:48 = 24 · 3,18 = 2 · 32。每个共有质数取其最低次幂:21 · 31 = 6。
欧几里得算法:反复用较大的数去除以较小的数,并用所得余数替换较大的数,直到余数为 0。最后一个非零余数就是最大公因数。
$$48 = 2 \times 18 + 12$$
$$18 = 1 \times 12 + 6$$
$$12 = 2 \times 6 + 0$$
最后一个非零余数是 6,所以 \(\gcd(48,18) = 6\)。可以用计算器核对:48 和 18 的最大公因数是 6。
由最大公因数生成完整列表
\(a\) 和 \(b\) 的每一个公因数都是它们最大公因数的因数,而最大公因数的每一个因数也都是公因数。因此,一旦知道最大公因数,只需列出它的因数即可。对于最大公因数 6,其因数为 1、2、3 和 6,与第 2 步找到的公因数一致。对于较大的数,这种方法快得多,因为只需分解一个数而不是两个。
如果最大公因数是 1,则这两个数互质,它们唯一的公因数是 1。