最大公因數/最小公倍數計算機
輸入 2 至 6 個非負整數,立即計到佢哋嘅最大公因數(GCD/HCF)同最小公倍數(LCM)。喺只有 2 個數字嘅時候,會逐步顯示「輾轉相除法」(歐幾里得算法)。
正整數(2 至 6 個)
最大公因數(GCD/HCF)
—
最小公倍數(LCM)
—
GCD × LCM = |a × b|(兩數時成立)。
輾轉相除法步驟
由大數除細數,餘數成為下一輪嘅除數,直到餘 0;最後嘅非零除數就係 GCD。
公式
GCD(a, b) = GCD(b, a mod b),直至 b = 0 → GCD = a LCM(a, b) = |a × b| ÷ GCD(a, b) 多個數:逐對遞推 — GCD(a, b, c) = GCD(GCD(a, b), c)
- · 輾轉相除法(Euclidean algorithm)由公元前 300 年歐幾里得《幾何原本》提出,至今仍係最有效率嘅 GCD 計法。
- · 只接受非負整數(小數、負數會被標示為無效輸入)。
- · GCD(0, n) = n、GCD(0, 0) 無定義(本工具會提示輸入無效)。
- · 兩個數時,GCD × LCM = |a × b|(呢條等式對多於兩個數一般唔成立)。
- · GCD = 1 表示兩數互質(coprime),即冇大過 1 嘅公因數。
- · 常見用途:分數約分(分子分母除以 GCD)、找週期最小公倍時間、齒輪比、密碼學基礎(RSA 揀互質指數)。
常見問題
GCD、HCF 同 GCF 有咩分別?
係同一個概念,只係叫法唔同。GCD(Greatest Common Divisor,最大公因數)係數學界最通用嘅叫法;HCF(Highest Common Factor,最高公因子)係英聯邦/香港學校常見用語;GCF(Greatest Common Factor)係美國教科書嘅叫法。三者數值完全一樣。
輾轉相除法點解一定會收斂?
每一步用上一步嘅除數做下一步嘅被除數,餘數做新嘅除數。因為餘數一定嚴格細過上一步嘅除數,又冇負數可能性,所以呢個非負整數序列嚴格遞減,最終必須降到 0 為止。最後一個非零除數,就係 GCD。對 64-bit 整數最多只需要約 90 步左右,極之高效。
同時計多過 2 個數嘅 GCD/LCM 點計?
GCD 同 LCM 都符合結合律:GCD(a, b, c) = GCD(GCD(a, b), c)、LCM 亦然。所以多個數字嘅 GCD/LCM,可以由左到右逐對處理。例如 GCD(12, 18, 24) = GCD(GCD(12, 18), 24) = GCD(6, 24) = 6。本工具就係用呢種「遞推」做法去處理 3 至 6 個輸入。
可唔可以用嚟約分?
可以。將分子同分母同時輸入,得到嘅 GCD 就係最大可以約嘅倍數。例如 84/120:GCD = 12,於是 84/120 = 7/10。如果計到 GCD = 1(互質),分數已經係最簡形式。
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