什麼是公倍數?
兩個整數的「公倍數」,就是同時能被這兩個數整除的數。舉例來說,12 是 4 和 6 的公倍數,因為 \(4 \times 3 = 12\),且 \(6 \times 2 = 12\)。由於每個數的倍數都有無限多個,兩個數之間的公倍數同樣有無限多個——但它們其實都遵循一個簡單的規律,全部建立在同一個關鍵數值上,那就是「最小公倍數(LCM)」。
計算機怎麼用
輸入你的兩個數字,選擇想看幾個公倍數,計算機就會回傳最小公倍數(LCM)、最大公因數(GCD),以及由小到大排列的前幾個公倍數清單。由於每一個公倍數都是 LCM 的倍數,這份清單其實就是 LCM、2×LCM、3×LCM……依此類推。
公式說明
求公倍數最快的方法,就是先找出 LCM。而 LCM 可以透過 GCD 求得:
$$\operatorname{lcm}(a,\, b) = \frac{a \times b}{\gcd(a,\, b)}$$GCD 則用輾轉相除法(歐幾里得演算法)計算:不斷用「較大數除以較小數的餘數」取代較大數,直到餘數為 0。算出 LCM 後,每一個公倍數就是 k × LCM,其中 k = 1、2、3……
$$M_k = \operatorname{lcm}(a,\, b) \times k, \quad k = 1, 2, \ldots, \text{Count}$$
實際範例
假設 \(a = 4\)、\(b = 6\)。兩者的 GCD 為 2,所以
$$\operatorname{lcm} = \frac{4 \times 6}{2} = \frac{24}{2} = 12$$因此前五個公倍數就是 12、24、36、48 和 60——每一個都能同時被 4 和 6 整除。
常見問答
有沒有「最大」的公倍數?沒有。因為你可以一直把 LCM 乘下去,公倍數會無限延伸。只有「最小」的公倍數存在,也就是 LCM。
如果兩個數字一樣怎麼辦?這時 LCM 就等於那個數字本身,公倍數也就是它的普通倍數。
如果其中一個數字是 1 呢?那麼另一個數字的每一個倍數都會是公倍數,因為 1 可以整除所有的數。