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輸入計算

數學公式

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結果

質因數
2 x 2 x 5 x 5
該數字的質因數分解
質因數分解(指數形式) 2^2 x 5^2
質因數 CSV 清單 2, 2, 5, 5
相異質因數個數 2
質因數總數(計入重複次數) 4
質數索引 Prime[n] 2 = Prime[1], 5 = Prime[3]

什麼是質因數分解?

質因數分解(也稱為整數分解或質因式分解)就是把一個正整數拆解成相乘後能還原成原數的那些質數。根據算術基本定理,每個大於 1 的整數都只有唯一一種這樣的分解方式(不考慮順序)。這款計算機可處理 2 到接近 10 兆(13 位數)之間的任意整數,並以四種方式呈現結果:乘積形式、指數形式、CSV 清單,以及可選的因數樹。

$$\text{Number} = p_1^{e_1} \times p_2^{e_2} \times \cdots \times p_k^{e_k}$$

合數分解為質數構件
每個整數都能分解為唯一的一組質因數。

使用方式

在輸入框中填入大於 1 的正整數後送出即可。若想看到視覺化的拆解過程,請勾選「建立因數分解樹」。結果會顯示完整列出的質因數(例如 2 x 2 x 5 x 5)、精簡的指數形式(2^2 x 5^2)、以逗號分隔的清單、相異質數的個數、計入重複次數後的質因數總數,以及前 5000 個質數中各因數對應的質數索引 Prime[n]。

公式與演算法

本工具採用試除法。它會先除盡所有的 2,接著測試奇數除數 3、5、7……,並在「除數平方不大於剩餘值」的條件下持續進行。每當某個除數能整除時就記錄下來並除掉。最後若剩下的值大於 1,這個值本身就是一個質因數。只測試到平方根即可,因為任何合數一定有一個小於或等於其平方根的因數。

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實例演算:n = 100

\(100 / 2 = 50\),\(50 / 2 = 25\),因此有兩個 2。接著 25 無法被 3 整除,但能被 5 整除:\(25 / 5 = 5\),\(5 / 5 = 1\),於是得到兩個 5。因數為 2、2、5、5。寫成乘積即 2 x 2 x 5 x 5,指數形式為 2^2 x 5^2。共有 2 個相異質數、4 個質因數總數。驗算:$$2 \times 2 \times 5 \times 5 = 100$$質數索引:2 = Prime[1],5 = Prime[3]。

100 的因數樹分支成質因數二和五
100 的因數樹最終分解為質數 2、2、5、5。

常見問題

數字 1 怎麼算?1 既不是質數也不是合數,沒有任何質因數,因此計算機會將其視為特殊情況另行說明。

如果我輸入的本身就是質數呢?像 13 這樣的質數,其唯一的質因數就是它自己,指數形式也只會是 13。

最大可以分解多大的數字?最大可達近 10 兆。若數字接近上限且帶有較大的質因數,運算可能會稍久一些,因為試除法需要檢查到平方根為止的除數。

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