最小公倍数
最小公倍数
最小公倍数是数论中的一个概念。若有一个数formula_1,可以被另外两个数formula_2、formula_3整除,且formula_1大于(或等于)formula_2和formula_3,则formula_1为formula_2和formula_3的公倍数。formula_2和formula_3的公倍数有无限个,而所有正的公倍数中,最小的公倍数就叫做最小公倍数。同样地,若干个整数公有的倍数中最小的正整数称为它们的最小公倍数。formula_12整数formula_13的最小公倍数一般记作:formula_14,或者参照英文记法记作formula_15,其中lcm是英语中“最小公倍数”一词("least common multiple")的首字母缩写。
对分数进行加减运算时,要求两数的分母相同才能计算,故需要-{zh-hans:通分; zh-hant:扩分;}-;标准的计算步骤是将两个分数的分母-{zh-hans:通分; zh-hant:扩分;}-成它们的最小公倍数,然后将-{zh-hans:通分; zh-hant:扩分;}-后的分子相加。
与最大公因数之关系.
两个整数的最小公倍数与最大公因数之间有如下的关系:
formula_16
计算方法.
最小公倍数可以通过多种方法得到,最直接的方法是列举法,从小到大列举出其中一个数(如最大数)的倍数,当这个倍数也是另一个数的倍数时,就求得最小公倍数。另一个方法是利用公式formula_17来求解,这时首先要知道它们的最大公因数。而最大公因数可以通过短除法得到。
利用整数的唯一分解定理,还可以用质因数分解法。将每个整数进行质因数分解。对每个质数,在质因数分解的表达式中寻找次数最高的乘幂,最后将所有这些质数乘幂相乘就可以得到最小公倍数。譬如求216、384和210的最小公倍数。对216、384和210来说:
formula_18,formula_19,formula_20。
其中formula_21对应的最高次乘幂为formula_22;formula_23对应的最高次乘幂为formula_24;formula_25和formula_26对应的最高次乘幂分别是formula_27与formula_28。将这些乘幂乘起来,就可以得到最小公倍数:
formula_29。
短除法
利用短除法,可以快速计算出多个整数的最小公倍数。
以下为例子:
假设我们要求12、20和42的最小公倍数。
a: 6 |12 18 42
b: 2 3 7
最小公倍数=a×b
因此,12、18和42和最小公倍数=6×2×3×7
所以,6×2×3×7=252,12、18和42的最小公倍数是252
递归计算多个整数的最小公倍数.
可以递归求出多个整数的最小公倍数:欲求 formula_30,只需求 formula_31。
这利用了性质 formula_32。该性质证明如下:
记 formula_33 的质因数分解分别为formula_34,其中 formula_35 是第 formula_36 个质数。
那么根据最小公倍数的定义,formula_37,
formula_38,
证毕。
程式代码.
以下使用辗转相除法求得最大公因数,之后再求最小公倍数。
C#.
int GCD(int a, int b)
return a % b == 0 ? b : GCD(b, a % b);
int LCM(int a, int b)
return a * b / GCD(a, b);
C.
int GCD(int a, int b) {
if(b) while((a %= b) && (b %= a));
return a + b;
int LCM(int a, int b) {
return a * b / GCD(a, b);
C++.
template
T GCD(T a, T b) {
if (b) while((a %= b) && (b %= a));
return a + b;
template
T LCM(T a, T b) {
return a * b / GCD(a, b);
PASCAL.
function gcd(a,b:integer):longint;
begin
if b=0 then gcd:=a
else gcd:=gcd(b,a mod b);
end;
function lcm(a,b:integer):longint;
begin
lcm:=(a*b) div gcd(a,b);
end;
JAVA.
int GCD(int a, int b) {
return a % b == 0 ? b : GCD(b, a % b);
int LCM(int a, int b) {
return a * b / GCD(a, b);
RUBY.
def gcd(a, b)
b.zero? ? a : gcd(b, a % b)
end
def lcm(a, b)
a * b / gcd(a, b)
end
Python.
def gcd(a, b):
return a if b == 0 else gcd(b, a % b)
def lcm(a, b):
return a * b / gcd(a, b)
Golang.
func GCD(a, b int) int {
if b == 0 {
return a
return GCD(b, a%b)
func LCM(a, b int) int {
return a * b / GCD(a, b)
Xcode.
func gcd(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
return b == 0 ? a : gcd(b, a % b)
func lcm(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
return a * b / gcd(a, b)
应用.
求最小公倍数是进行分数加减法时的步骤之一。将分母-{zh-hans:通分; zh-hant:扩分;}-时,会把所有分数的分母-{zh-hans:通分; zh-hant:扩分;}-为它们的最小公倍数,然后将分子相加。例如:
formula_39
其中分母42就是21与6的最小公倍数。