最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)

 
  如果數(shù)a能被數(shù)b整除,a就叫做b的倍數(shù),b就叫做作a的約數(shù).約數(shù)和倍數(shù)都表示一個數(shù)與另一個數(shù)的關系,不能單獨存在.如只能說16是某數(shù)的倍數(shù),2是某數(shù)的約數(shù),而不能孤立地說16是倍數(shù),2是約數(shù).
  “倍”與“倍數(shù)”是不同的兩個概念,“倍”是指兩個數(shù)相除的商,它可以是整數(shù) 小數(shù)或者分數(shù).“倍數(shù)”只是在數(shù)的整除范圍內,相對于“約數(shù)”而言的一個數(shù)字概念,表示的是能被某一個自然數(shù)整除的數(shù),它必須是一個自然數(shù).
  幾個自然數(shù)公有的約數(shù),叫做這幾個數(shù)的公約數(shù);其中最大的一個,叫做這幾個數(shù)的最大公約數(shù).例如12,16的公約數(shù)有1,2,4,其中最大的一個是4,4是12與16的最大公約數(shù),一般記為(12,16)=4.12,15,18的最大公約數(shù)是3,記為(12,15,18)=3.
  常用的求最大公約數(shù)的方法是分解質因數(shù)法和短除法.
  分解質因數(shù)法,把每個數(shù)分別分解質因數(shù),再把各數(shù)中的全部公有質因數(shù)提取出來連乘,所得的積就是這幾個數(shù)的最大公約數(shù).例如,求24和60的最大公約數(shù).24=2×2×2×3,60=2×2×3×5,24與60的全部公有的質因數(shù)是2,2和3,它們的積是2×2×3=12,所以(24,60)=12.
  短除法,先用這幾個數(shù)的公約數(shù)連續(xù)去除,一直除到所有的商互質為止,然后把所有的除數(shù)連乘起來,所得的積就是這幾數(shù)的最大公約數(shù).例如,求24,48,60的最大的公約數(shù).
  
 。24,48,60)=2×3×2=12
  幾個自然數(shù)公有的倍數(shù),叫做這幾個數(shù)的公倍數(shù),其中最小的一個,叫做這幾個數(shù)的最小公倍數(shù).例如4的倍數(shù)有4,8,12,16,……,6的倍數(shù)有6,12,18,24,4和6的公倍數(shù)有12,24,……,其中最小的是12,一般記為4,6=12.12,15,18的最小公倍數(shù)是180,記為12,15,18=180.
  常用的求最小公倍數(shù)的方法是分解質因數(shù)法和短除法.
  分解質因數(shù)法,首先把這幾個數(shù)先分別分解質因數(shù),再把各數(shù)中的全部公有的質因數(shù)和獨有的質因數(shù)提取出來連乘,所得的積就是這幾個數(shù)的最小公倍數(shù).例如求6和15的最小公倍數(shù).6=2×3,15=3×5,6和15的全部公有的質因數(shù)是3,6獨有質因數(shù)是2,15獨有質因數(shù)是5,2×3×5=30,30里面包含6的全部質因數(shù)2和3,還包含了15的全部質因數(shù)3和5,且30是6和15的公倍數(shù)中最小的一個,所以6,15=30.
  短除法,先用這幾個數(shù)的公約數(shù)去除每一個數(shù),再用部分數(shù)的公約數(shù)去除,并把不能整除的數(shù)移下來,一直除到所得的商中每兩個數(shù)都是互質數(shù)為止,然后把所有的除數(shù)和商連乘起來,所得的積就是這幾個數(shù)的最小公倍數(shù).例如求12,15,18的最小公倍數(shù).
  
  12,15,18=3×2×2×5×3=180
  在解有關最大公約數(shù) 最小公倍數(shù)的問題時,常用到以下結論:
 。1)如果兩個數(shù)是互質數(shù),那么它們的最大公約數(shù)是1,最小公倍數(shù)是這兩個數(shù)的乘積.
  例如8與9,它們是互質數(shù),所以(8,9)=1,8,9 =72.
  (2)如果兩個數(shù)中,較大數(shù)是較小數(shù)的倍數(shù),那么較小數(shù)就是這兩個數(shù)的最大公約數(shù),較大數(shù)就是這兩個數(shù)的最小公倍數(shù).
  例如18與3,18÷3=6,所以(18,3)=3,18,3=18.
 。3)兩個數(shù)分別除以它們的最大公約數(shù),所得的商是互質數(shù).
  例如8和14分別除以它們的最大公約數(shù)2,所得的商分別為4和7,那么4和7是互質數(shù).
 。4)兩個數(shù)的最大公約數(shù)與它們的最小公倍數(shù)的乘積等于這兩個數(shù)的乘積.
  例如12和16,(12,16)=4,12,16=48,有4×48=12×16.
  下面討論有關最大公約數(shù) 最小公倍數(shù)的問題.
  例1 將長200厘米,寬120厘米,厚40厘米的長方體木料鋸成同樣大小的正方體木塊,而沒有剩余,共有多少種不同的鋸法?當正方體的邊長是多少時,鋸成的小木塊的體積最大,共有多少塊?
  分析:由題意知,鋸成的小正方體的邊長應能整除200,120和40,也就是說,小正方體的邊長是這三個數(shù)的公約數(shù),得出的不同的公約數(shù)的個數(shù)就代表有多少種不同的鋸法.另外要求鋸成的小木塊的體積最大時的正方體的邊長,只要使小正方體的邊長為最大就行了,即求200,120和40的最大公約數(shù).最后可求得鋸的塊數(shù)。
  解:
   40的約數(shù)個數(shù)為(3+1)×(1+1)=8
  鋸的塊數(shù)(200÷40)×(120÷40)×(40÷40)=5×3×1=15
  答:共有8種鋸法,當正方體的邊長是40厘米時,鋸成的小木塊的體積最大,共有15塊.
  例2 求1300到1400玻璃球數(shù),使之分別按三個三個數(shù),四個四個數(shù),五個五個數(shù),六個六個數(shù),最后都差一個,改為七個七個數(shù)時,正好數(shù)完.
  分析:這個數(shù)必然是3,4,5,6的公倍數(shù)差1,而又是7的倍數(shù).3,4,5,6的最小的公倍數(shù)是60,因此這個數(shù)可表示為60k—1(k是自然數(shù)).當k=1時,60×1-1=59,被7除余3;當k=2時,60×2-1=119,被7整除.符合三個三個數(shù),四個四個數(shù),五個五個數(shù),最后都差一個,且七個七個數(shù),正好數(shù)完,但所求數(shù)要求在1300至1400之間,只要在119基礎上,增加3,4,5,6,7的最小公倍數(shù)的整數(shù)倍就可得到所求.
  解:因為(3,4,5,6)=60,因此這個數(shù)可表示為60k-1(k是自然數(shù)),當k=2時,60×2-1=119能被7整除;又(3,4,5,6,7)=420,所以這個數(shù)可表示為119+420m(m是自然數(shù)),當m=3時,119+420×3=1359,1359即為所求.
  例3 兩個數(shù)的最大公約數(shù)是15,最小公倍數(shù)是360,且這兩個數(shù)相差75,求這兩個數(shù).
  分析:根據(jù)最大公約數(shù) 最小公倍數(shù)的定義,360÷15=24,24是所求的兩個數(shù)它們各自獨有的不同的約數(shù)的乘積,并且它們的這兩個約數(shù)必然互質,即用所求的兩個數(shù)的最大公約數(shù)分別除這兩個數(shù)所得的商的積等于24,且24必是兩個互質數(shù)的乘積,很容易得到24=1×24=3×8,1與24,3與8分別互質,這樣得到兩組解:
  15×1=15,15×24=360;15×3=45,15×8=120;且120-45=75,得到了問題的解.
  解:因為360÷15=24,24=1×24=3×815×1=15,15×24=360;15×3=45,15×8=120;且120-45=75
  所以這兩個數(shù)分別為45,120.
  例4 試用2,3,4,5,6,7六個數(shù)字組成兩個三位數(shù),使這兩個三位數(shù)與540的最大公約數(shù)盡可能大?
  分析:因為540=22×33×5,而2,3,4,5,6,7中只有一個5,因此這六個數(shù)字組成的兩個三位數(shù)中不會有公約數(shù)5,所以這兩個三位數(shù)與540的最大公約數(shù)只可能為22×33=108,再進行試驗,108×2=216,216中1不是已知數(shù)字,108×3=324,還剩5,6,7三個數(shù)字,而108×7=756,于是問題得到解決.
  解:因為540=22×33×5,所以2,3,4,5,6,7這六個數(shù)組成的兩位數(shù)與540的最大公約數(shù)只可能為22×33=108,經試驗得到108×3=324,108×7=756,所以324,756即為所求.
  例5 在800米的環(huán)島上,每隔50米插一面彩旗,后來又增加了一些彩旗,就把彩旗的間隔縮短了,起點的彩旗不動,重新插完后發(fā)現(xiàn),一共有4根彩旗沒動,問現(xiàn)在的彩旗間隔多少米?
  分析:800米環(huán)島每隔50米插一面彩旗,共插800÷50=16根,重新插完后,有4根沒動,而這4根中的任意相鄰的兩根間的距離為50×(16÷4)=200米,重新插完后每相鄰的兩根彩旗間的距離與50的最小公倍數(shù)是200,并且這個距離一定小于50米,把符合這樣條件的數(shù)求出來即為所求.
  解:因為800÷50=16(根),重新插完后,在這4根不動的彩旗中,任意相鄰的兩根間的距離為:50×(16÷4)=200米,重新插后,任意相鄰兩根的距離為a米,則a,50]=200,且a<50.又因為200=23×52,50=2×52,根據(jù)最小公倍數(shù)的定義,a=23或23×5,即現(xiàn)在的彩旗間隔是8米或40米.