什麼是最小公倍數?
兩個整數的最小公倍數(LCM, Least Common Multiple)指的是同時是這兩個數倍數的「最小正整數」。舉例來說,4 與 6 的最小公倍數是 12,因為 12 是能同時被 4 和 6 整除的最小數字。最小公倍數在日常與數學中應用廣泛,例如分數相加時要找「通分母」、安排會重複發生的事件週期,以及解各種數論題目時都會用到。
計算機怎麼用
只要在 a 與 b 兩個欄位輸入整數,計算機就會立即算出兩數的最小公倍數(LCM),並同時附上它們的最大公因數(GCD)。若輸入負數,系統會以其絕對值來計算,因為最小公倍數依定義一定是正整數。
公式說明
計算最小公倍數最快的方法,是透過它與最大公因數之間的關係:
$$\text{LCM}(a, b) = \dfrac{|a \times b|}{\text{GCD}(a, b)}$$
首先利用「輾轉相除法」(歐幾里得演算法)求出 GCD:不斷以較大數除以較小數,再用餘數取代較大數,直到餘數為 0 為止。接著把兩數的乘積除以這個 GCD,就能得到 LCM。為了避免數字過大造成溢位,本計算機會先除再乘,也就是 \((a / \text{GCD}) \times b\)。
實際範例
來算算 12 與 18 的最小公倍數。12 的因數有 1、2、3、4、6、12;18 的因數有 1、2、3、6、9、18,所以 GCD = 6。接著 $$\text{LCM} = \frac{|12 \times 18|}{6} = \frac{216}{6} = 36$$。沒錯,36 正是同時能被 12 與 18 整除的最小數字。
常見問題
兩個互質數的最小公倍數是多少?如果兩個數沒有共同的因數(GCD = 1),它們的最小公倍數就等於兩數相乘。例如 \(\text{LCM}(7, 5) = 35\)。
最小公倍數會比其中任一個數還小嗎?不會。最小公倍數一定大於或等於兩數中較大的那一個。
遇到 0 會怎麼樣?只要其中一個數是 0,最小公倍數就沒有定義,因此本計算機在這種情況下會回傳 0。