什麼是最大公因數?
兩個整數的最大公因數(GCD),在台灣的數學課本中也稱為「最大公約數」,英文又叫 highest common factor(HCF),指的是能同時整除這兩個數、且不留餘數的最大正整數。舉例來說,48 與 36 的最大公因數是 12,因為 12 是能同時整除這兩數的最大數字。這個最大公因數計算機會立刻算出答案,並一併顯示最小公倍數(LCM)。
如何使用這個計算機
在標示為 A 與 B 的欄位分別輸入兩個整數,結果就會自動呈現。工具會自動取每個輸入值的絕對值,因此就算輸入負數也能正確處理。如果其中一個數字輸入 0,最大公因數就會等於另一個數字(因為任何整數都能整除 0)。
輾轉相除法(歐幾里得演算法)解析
本計算機採用輾轉相除法,這是至今仍廣泛使用、歷史最悠久的演算法之一。它的原理很單純:\(\gcd(a, b) = \gcd(b, a \bmod b)\)。也就是不斷用兩數相除的餘數取代較大的數,直到餘數變成 0 為止;最後一個非零的除數就是最大公因數。這種做法不必先做質因數分解,即使面對極大的數字也能飛快算出結果。
實例演算
求 \(\gcd(48, 36)\):
$$48 \bmod 36 = 12 \rightarrow \gcd(36, 12)$$$$36 \bmod 12 = 0 \rightarrow \gcd(12, 0) = \mathbf{12}$$接著計算最小公倍數:$$\frac{|48 \times 36|}{12} = \frac{1728}{12} = \mathbf{144}$$
常見問題
GCD 和 HCF 有什麼不同?完全沒有差別,兩者指的是同一個值,只是叫法不同。「greatest common divisor」在美國比較常見,「highest common factor」則常見於英國;在台灣我們通常稱為「最大公因數」或「最大公約數」。
兩個互質的數,最大公因數是多少?永遠是 1。像 8 和 15 這樣,除了 1 以外沒有任何共同的因數,這類數字就稱為互質(relatively prime)。
最大公因數會大於較小的那個數嗎?不會。最大公因數絕不會超過兩數中較小者;而當較小的數能整除較大的數時,最大公因數就剛好等於那個較小的數。