請用逗號(,)隔開,輸入 2 個以上要求最小公倍數的數。3 個以上的數也能一起算,並顯示質因數分解的過程和最大公因數(GCD)。
這個頁面可以做什麼
- 只要用逗號(,)隔開輸入 2 個以上的數,馬上就能知道最小公倍數(LCM)
- 「4 和 6 的最小公倍數是多少?」當然沒問題,「12、18、30 的最小公倍數是多少?」這樣 3 個以上的數也能一起算
- 會顯示附有每個數質因數分解的計算過程,不只知道答案,也能了解「為什麼是這樣」
- 也會同時顯示最大公因數(GCD)供參考
- 淺顯易懂的公式解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 的公式,也都整理在這個頁面
這個計算有什麼用?
計算 \(\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{6}\) 時,要把分母 4 和 6 化成同樣的數。這時用的共同分母就是最小公倍數 \(\mathrm{lcm}(4,6) = 12\),可以算成 \(\dfrac{3}{12} + \dfrac{2}{12} = \dfrac{5}{12}\)。
直接把分母相乘得到的 24 也能算,但用最小公倍數可以讓數字保持較小,之後約分也比較輕鬆。從國小數學到大人的工作,這是最小公倍數最常派上用場的時候。
每 12 分鐘一班和每 18 分鐘一班的公車同時發車後,下一次同時發車是 \(\mathrm{lcm}(12,18) = 36\) 分鐘後。
週期不同的兩件事何時重疊,可以用最小公倍數求出。這是國小數學的經典應用題,也是思考班表或活動週期時的實用工具。
一包 10 根的熱狗和一包 8 個的麵包,想要剛好一樣多、不留剩下時,最少各需要 \(\mathrm{lcm}(10,8) = 40\) 個——也就是熱狗 4 包、麵包 5 包。
從烤肉的採買到工廠的材料訂購,常常需要把包裝單位不同的東西湊成一樣多。
12 齒和 18 齒的齒輪咬合轉動時,一開始咬合的兩個齒要再次相遇,是在轉過 \(\mathrm{lcm}(12,18) = 36\) 齒的時候(小齒輪轉 3 圈、大齒輪轉 2 圈)。
機械設計時,為了避免總是同樣的齒互相碰撞而磨損不均,實際上會盡量讓齒數互質,讓最小公倍數變大。
傳統的干支紀年,把十天干(10 種)和十二地支(12 種)組合起來為每一年命名(例如甲子年、乙丑年)。組合輪完一圈、回到同樣名稱的年份,要經過 \(\mathrm{lcm}(10,12) = 60\) 年,這就是「六十甲子」,也是 60 歲稱為「花甲」的由來。
週期不同的東西組合起來回到原狀所需的長度,自古以來在曆法和天文的計算中就是最小公倍數本身。
公式
符號與用語解說
符號
| \(\mathrm{lcm}(a,b)\) | lcm | 表示 \(a\) 和 \(b\) 的最小公倍數的符號,取自英文 least common multiple 的字首,也寫成大寫 LCM。台灣的課本常寫成 \([a, b]\)。 |
| \(\gcd(a,b)\) | gcd | 表示 \(a\) 和 \(b\) 的最大公因數的符號,取自英文 greatest common divisor 的字首(英語國家也稱為 GCF,greatest common factor)。台灣的課本常寫成 \((a, b)\)。 |
| \(2^2\) | 2 的 2 次方 | 把同一個數相乘的次數,小小地寫在右上角(次方)。\(2^2 = 2 \times 2 = 4\)、\(3^2 = 3 \times 3 = 9\)。 |
| \(p_1, p_2, \ldots, p_k\) | p 1、p 2 | 把質因數分解中出現的質數,由小到大排列。右下的小數字(下標)表示「第幾個質數」。 |
| \(a_1, a_2, \ldots, a_k\) | a 1、a 2 | 每個質數在質因數分解中出現的最大指數(相乘的次數)。 |
| \(m\) | m | 途中先求出的「前 2 個數的最小公倍數」。每次 2 個依序求 3 個以上的數的最小公倍數時使用。 |
用語
| 倍數 | 把某個數乘以 1 倍、2 倍、3 倍……得到的數。6 的倍數是 6, 12, 18, 24,…。 |
| 公倍數 | 2 個以上的數共同的倍數。4 和 6 的公倍數有 12, 24, 36,…,有無限多個。 |
| 最小公倍數 | 公倍數中最小的一個,英文是 least common multiple(LCM)。這個頁面要求的就是這個值。 |
| 因數 | 可以整除某個數的整數。12 的因數是 1, 2, 3, 4, 6, 12。 |
| 最大公因數 | 2 個以上的數共同的因數(公因數)中最大的一個,英文是 greatest common divisor(GCD)。常和最小公倍數一起使用,這個頁面也會顯示供參考。 |
| 質數 | 除了 1 和自己以外沒有其他因數、2 以上的整數(2, 3, 5, 7, 11,…)。1 不是質數。 |
| 質因數分解 | 把整數寫成只有質數相乘的形式。例:\(12 = 2 \times 2 \times 3 = 2^2 \times 3\)。 |
| 互質 | 兩個數的最大公因數是 1(沒有共同的質因數)。互質的兩個數的最小公倍數,就是兩數直接相乘。 |
| 通分 | 把分母不同的分數化成同樣的分母。用分母的最小公倍數當共同分母最簡單,這也是最小公倍數最常用到的地方。 |
| 短除法 | 台灣課本求最大公因數和最小公倍數的常用方法。把幾個數並排,用它們共同的質數依序往下除,左邊的除數相乘就是最大公因數,左邊的除數和最下面的商全部相乘就是最小公倍數。 |
建議先了解的基礎知識
為了能「理解意思」地使用這個頁面的計算,這裡整理了建議先了解的基礎知識。
| 九九乘法與除法(國小二~三年級,7~9 歲) |
|
| 因數與倍數(國小五年級,10~11 歲) |
|
| 通分(國小五年級,10~11 歲) |
|
| 質數與質因數分解(國小六年級,11~12 歲。國中七年級再深入) |
|
| 指數(次方)的表示法(國中七年級,12~13 歲) |
|
用 Excel 計算的方法
| 第 1 個數 a | 4 |
| 第 2 個數 b | 6 |
| 最小公倍數 lcm(a, b) | =B1*B2/GCD(B1,B2) |
| 第 1 個數 | 12 |
| 第 2 個數 | 18 |
| 第 3 個數 | 30 |
| 最小公倍數 | =LCM(B1,B2,B3) |
| 第 1 個數 | 12 |
| 第 2 個數 | 18 |
| 第 3 個數 | 30 |
| 先求第 1 和第 2 個數的最小公倍數 m | =LCM(B1,B2) |
| 3 個數全部的最小公倍數 | =LCM(B4,B3) |
「GCD」是求最大公因數、「LCM」是求最小公倍數的 Excel 函數。公式 2 的質因數分解步驟,LCM 函數會在內部幫您完成。
例如第 1 個表的 B3 會顯示 12,第 2 個表的 B4 會顯示 180。只要把數字改成您自己的值就能使用(LCM 函數可以像「=LCM(B1,B2,B3,B4)」這樣增加數的個數)。
用 Google 試算表計算的方法
| 第 1 個數 a | 4 |
| 第 2 個數 b | 6 |
| 最小公倍數 lcm(a, b) | =B1*B2/GCD(B1,B2) |
| 第 1 個數 | 12 |
| 第 2 個數 | 18 |
| 第 3 個數 | 30 |
| 最小公倍數 | =LCM(B1,B2,B3) |
| 第 1 個數 | 12 |
| 第 2 個數 | 18 |
| 第 3 個數 | 30 |
| 先求第 1 和第 2 個數的最小公倍數 m | =LCM(B1,B2) |
| 3 個數全部的最小公倍數 | =LCM(B4,B3) |
用 Python 計算的方法
import math
numbers = [330, 75, 450, 225] # 要求最小公倍數的數(2 個以上)
least_common_multiple = math.lcm(*numbers)
greatest_common_divisor = math.gcd(*numbers)
print(f"最小公倍數 LCM: {least_common_multiple}")
print(f"(參考)最大公因數 GCD: {greatest_common_divisor}")
用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)
lcm(a, b) = a × b ÷ gcd(a, b)
\mathrm{lcm}(a, b) = \dfrac{a \times b}{\gcd(a, b)}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>lcm</mi><mo>⁡</mo>
<mrow><mo>(</mo><mi>a</mi><mo>,</mo><mi>b</mi><mo>)</mo></mrow>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>a</mi><mo>×</mo><mi>b</mi></mrow>
<mrow><mi>gcd</mi><mo>⁡</mo><mrow><mo>(</mo><mi>a</mi><mo>,</mo><mi>b</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
lcm(a, b) = (a xx b) / (gcd(a, b))
a*b/GCD[a, b]
L := a*b/igcd(a, b);
L = a*b/gcd(a, b);
lcm(a, b) = (a × b)/gcd(a, b)
L = p_1^{a_1} \times p_2^{a_2} \times \cdots \times p_k^{a_k}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi>
<mo>=</mo>
<msubsup><mi>p</mi><mn>1</mn><msub><mi>a</mi><mn>1</mn></msub></msubsup>
<mo>×</mo>
<msubsup><mi>p</mi><mn>2</mn><msub><mi>a</mi><mn>2</mn></msub></msubsup>
<mo>×</mo>
<mo>⋯</mo>
<mo>×</mo>
<msubsup><mi>p</mi><mi>k</mi><msub><mi>a</mi><mi>k</mi></msub></msubsup>
</mrow>
</math>
L = p_1^(a_1) xx p_2^(a_2) xx cdots xx p_k^(a_k)
Product[p[i]^a[i], {i, 1, k}]
L := product(p[i]^a[i], i = 1 .. k);
L = prod(p.^a);
L = p_1^(a_1) × p_2^(a_2) × ⋯ × p_k^(a_k)
lcm(a, b, c) = lcm(lcm(a, b), c)
\mathrm{lcm}(a, b, c) = \mathrm{lcm}(\mathrm{lcm}(a, b),\ c)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>lcm</mi><mo>⁡</mo>
<mrow><mo>(</mo><mi>a</mi><mo>,</mo><mi>b</mi><mo>,</mo><mi>c</mi><mo>)</mo></mrow>
<mo>=</mo>
<mi>lcm</mi><mo>⁡</mo>
<mrow><mo>(</mo><mi>lcm</mi><mo>⁡</mo><mrow><mo>(</mo><mi>a</mi><mo>,</mo><mi>b</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>c</mi><mo>)</mo></mrow>
</mrow>
</math>
lcm(a, b, c) = lcm(lcm(a, b), c)
LCM[LCM[a, b], c]
L := ilcm(ilcm(a, b), c);
L = lcm(lcm(a, b), c);
lcm(a, b, c) = lcm(lcm(a, b), c)
請 ChatGPT 幫忙計算的方法
你是整數計算的助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行下面的計算,並只以執行結果的數值作為回答的根據(不要用心算或推測回答)。 對於 330, 75, 450, 225 這 4 個數,請分別求出下列的值: 1. 最小公倍數(LCM) 2. 最大公因數(GCD) 3. 每個數的質因數分解 請列出計算用的公式,以及執行結果的數值。
使用方法
-
1輸入數值在輸入欄中輸入要計算的數值
-
2計算按下「計算」按鈕
-
3查看結果計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
DataChef 的特色
不需專業知識,操作直覺又簡單
無須登錄任何個人資料
按下「下載」後自動刪除檔案
無須標註來源出處
亦無須事先取得商用授權