什麼是因數計算機?
這個工具能針對任何整數,幫你算出與「整除性」相關的所有資訊:完整的正因數清單、所有的因數對、質因數分解,以及它究竟是質數還是合數。因數分解是算術、代數與數論的核心基本功,而這台計算機會瞬間為你完成繁瑣的試除運算。
如何使用
在「求下列數字的因數:」欄位中輸入一個整數後送出即可。負數也可以接受——計算機會以其絕對值來分解因數,因為按照慣例因數都是正數。若輸入小數,則會四捨五入為最接近的整數。結果區會以質因數分解作為標題重點,下方依序顯示因數個數、完整因數清單與因數對。
公式原理
要找出 \(N\) 的所有因數,其實只需要測試到 \(N\) 的平方根為止的可能除數。對於每一個能整除 \(N\) 的除數 \(i\),\(i\) 與 \(N/i\) 都是因數。這比逐一檢查 1 到 \(N\) 的每個數字快得多。至於質因數分解,則是反覆除以最小的質數(先 2,再 3、5、7……),直到只剩下 1 為止,並記錄下每個質數以及它出現的次數(即指數)。
$$i \le \lfloor \sqrt{N} \rfloor$$$$N = p_1^{a_1} \times p_2^{a_2} \times \cdots \times p_k^{a_k}$$
實例演練:21
21 的平方根約為 4.58,所以我們測試 1、2、3、4。我們會找到 \(21 = 1 \times 21\) 以及 \(21 = 3 \times 7\),因此因數為 1、3、7、21(共四個),因數對為 (1, 21) 與 (3, 7)。將 21 除以 3 得到 7,而 7 是質數,所以 $$21 = 3 \times 7$$由於它擁有超過兩個因數,21 是合數。
常見問題
1 是質數還是合數?兩者都不是。依定義,質數恰好有兩個不同的因數;而 1 只有一個因數,因此它被歸類為「單位元」。
那 0 呢?任何整數都能整除 0,所以 0 在因數分解上是未定義的,會被視為既非質數也非合數。
為什麼完全平方數的因數個數是奇數?因為它的平方根會與自己配成一對(以 36 為例,這一對是 (6, 6)),所以這個因數只計算一次而非兩次。