最小公因數

最小公因數(Greatest Common Divisor,GCD),也稱為最大公約數,是指兩個或更多個整數中最大的那個共同約數。例如,對於整數24和36,它們的最小公因數是12,因為12是24和36的約數,而且沒有比12更大的共同約數。

在數學中,最小公因數可以用質因數分解來找到。例如,要找到24和36的最小公因數,我們可以將它們分解為質因數:

24 = 2^3 3^1 36 = 2^2 3^2

觀察質因數,我們可以看到2^2和3^1是兩數都共有的質因數,因此它們的最小公因數是2^2 * 3^1 = 12。

另一種找到最小公因數的方法是使用歐幾里得算法(Euclidean algorithm),這是一個有效的算法,可以用來找出兩個整數的最小公因數。以下是使用歐幾里得算法的步驟:

  1. 設兩個數為a和b,其中a >= b。
  2. 計算a除以b的餘數,記作r。
  3. 如果r = 0,則b就是a和b的最小公因數;如果r != 0,則以b替換a,以r替換b,並回到第二步。

例如,要找到24和36的最小公因數,我們可以這樣做:

a = 24, b = 36 r = 24 % 36 = 24 因為r != 0,所以我們用b(36)替換a(24),用r(24)替換b(36),並再次計算餘數:

a = 36, b = 24 r = 36 % 24 = 12 因為r != 0,所以我們用b(24)替換a(36),用r(12)替換b(24),並再次計算餘數:

a = 24, b = 12 r = 24 % 12 = 12 因為r != 0,所以我們用b(12)替換a(24),用r(12)替換b(12),並再次計算餘數:

a = 12, b = 12 r = 12 % 12 = 0 因為r = 0,所以12就是24和36的最小公因數。

最小公因數在數學和實際應用中都非常重要,例如在計算兩個線段的最低公倍數、解線性 Diophantine 方程、數論和工程學中都有應用。