最大公因數計算機 - 數字最大公因數

使用歐幾里得演算法或質因數分解,計算兩個或多個整數的最大公因數(GCF 或 GCD)。

輸入兩個或多個正整數即可找出它們的最大公因數。選擇偏好的演算法,還能查看逐步計算過程。

最大公因數計算機 - 數字最大公因數
使用歐幾里得演算法或質因數分解,計算兩個或多個整數的最大公因數(GCF 或 GCD)。

輸入兩個或多個正整數,以逗號或空格分隔,例如:24 36 48

關於最大公因數

最大公因數(GCF),也稱為最大公約數(GCD)或最高公因數(HCF),是能整除一組指定整數中每個數且沒有餘數的最大正整數。例如,12 和 18 的最大公因數是 6,因為 6 是能同時整除 12 和 18 的最大數。 計算最大公因數最常見的兩種演算法是歐幾里得演算法與質因數分解。對大數而言,歐幾里得演算法更有效率。它會反覆把一對數字 (a, b) 替換成 (b, a mod b),直到餘數為 0;最後一個非零的 b 就是最大公因數。這個演算法只需 O(log min(a,b)) 步,即使是非常大的整數也能快速完成。 質因數分解則是把每個數表示成質數次方的乘積,再取各質數在所有數中出現的最小次方並相乘。例如,12 = 2^2 * 3,18 = 2 * 3^2,因此 GCF(12, 18) = 2^1 * 3^1 = 6。雖然對大數來說不如歐幾里得演算法有效率,但質因數分解能清楚說明為什麼最大公因數會是這個值。 最大公因數有許多實際用途。在算術中,它可用來把分數約成最簡形式:要化簡 a/b,只要把分子和分母同除以 GCF(a, b)。在幾何中,兩個長度的最大公因數代表可以同時測量兩者且沒有餘數的最長刻度單位。在電腦科學中,最大公因數會出現在模運算、密碼學演算法(如 RSA 金鑰產生)以及資料壓縮中。 對於兩個以上的數字,最大公因數會以迭代方式計算。GCF(a, b, c) = GCF(GCF(a, b), c)。這個計算機可處理任意數量的正整數,並支援歐幾里得演算法(快速得到結果)與質因數分解(顯示詳細步驟)。質因數分解檢視特別適合正在學習因數與整除性的學生。

範例

附說明的 GCF 範例計算:

數字GCF說明
12, 18612 = 2^2 * 3;18 = 2 * 3^2;GCF = 6
24, 36, 4812都可被 12 整除
17, 311兩者都是質數,所以 GCF = 1(互質)
100, 75, 5025都可被 25 整除

使用方式

  1. 在「數字」欄位輸入兩個或多個正整數,以逗號或空格分隔。
  2. 選擇偏好的演算法:歐幾里得演算法適合快速計算,質因數分解適合逐步展示。
  3. 點擊「計算」即可立即求出最大公因數。
  4. 若選擇質因數分解,請查看「步驟」區塊,了解每個數字如何分解。
  5. 點擊「重設」即可清除輸入並開始新的計算。

常見問題

GCF、GCD 和 HCF 有什麼差別?
GCF(最大公因數)、GCD(最大公約數)與 HCF(最高公因數)都指同一個概念:一組數字中能整除每個數且沒有餘數的最大正整數。用語會因地區與語境不同而異,但數學定義完全相同。
歐幾里得演算法如何運作?
歐幾里得演算法透過反覆將一對數字替換為 (b, a mod b),直到餘數變成 0 來計算 GCF(a, b)。最後一個非零餘數就是最大公因數。例如,GCF(48, 18):48 mod 18 = 12,接著 18 mod 12 = 6,再來 12 mod 6 = 0,所以 GCF = 6。
質因數分解法如何運作?
先把每個數表示成質數次方的乘積,再取所有數中每個質數所對應的最小次方。GCF 就是這些質數次方的乘積。對 12 = 2^2 * 3 與 18 = 2 * 3^2 而言,最小次方是 2^1 與 3^1,因此 GCF = 6。
GCF 為 1 代表什麼?
GCF 為 1 表示這些數互質:除了 1 以外沒有其他公因數。互質數常見於約分後的分數(分子與分母互質)、RSA 密碼學(公鑰組成部分)以及許多數論證明中。
可以求兩個以上數字的 GCF 嗎?
可以。對於一組數字,按迭代方式求 GCF:GCF(a, b, c) = GCF(GCF(a, b), c),以此類推。這個計算機會自動對任意數量的輸入套用這種迭代方法。
GCF 如何用來約分分數?
要把分數 a/b 化成最簡形式,只要把分子與分母同除以 GCF(a, b)。例如,18/24 約分時,GCF(18, 24) = 6,因此 18/24 = 3/4。當一個分數的 GCF 等於 1 時,它就是最簡形式。