約數

可在特定情況下成為公約數的數

約數,又稱因數,拼音是yuē shù。整數a除以整數b(b≠0) 除得的商正好是整數而沒有餘數,我們就說a能被b整除,或b能整除a。a稱為b的倍數,b稱為a的約數。大學之前,"約數"一詞所指的一般只限於正約數。約數和倍數都是二元關係的概念,不能孤立地說某個整數是約數或倍數。一個整數的約數是有限的。同時,它可以在特定情況下成為公約數。

範例


在自然數(0和正整數)的範圍內,
任何正整數都是0的約數。
4的正約數有:1、2、4。
6的正約數有:1、2、3、6。
10的正約數有:1、2、5、10。
12的正約數有:1、2、3、4、6、12。
15的正約數有:1、3、5、15。
18的正約數有:1、2、3、6、9、18。
20的正約數有:1、2、4、5、10、20。
注意:一個數的約數必然包括1及其本身。

相關概念

如果一個數c既是數a的因數,又是數b的因數,那麼c叫做a與b的公因數。
兩個數的公因數中最大的一個,叫做這兩個數的最大公因數
約數,也叫因數。

求法


枚舉法

枚舉法:將兩個數的因數分別一一列出,從中找出其公因數,再從公因數中找出最大的一個,即為這兩個數的最大公因數。
例:求30與24的最大公因數。
30的正因數有:1,2,3,5,6,10,15,30。
24的正因數有:1,2,3,4,6,8,12,24。
易得其公因數中最大的一個是6,所以30和24的最大公因數是6。

短除法

短除符號就像一個倒過來的除號,短除法就是先寫出要求最大公因數的兩個數A、B,再畫一個短除號,接著在原本寫除數的位置寫兩個數公有的質因數Z(通常從最小的質數開始),然後在短除號的下方寫出這兩個數被Z整除的商a,b,對a,b重複以上步驟,以此類推,直到最後的商互質為止,再把所有的除數相乘,其積即為A,B的最大公因數。(短除法同樣適用於求最小公倍數,只需將其所有除數與最後所得的商相乘即可)
例:求12和18的最大公約數。
解:用短除法,由左圖,易得12和18的最大公約數為。
例:求144的所有約數。
解:所有約數(72,2)(36,4)(18,8)(9,16)(3,48)

分解質因數

將需要求最大公因數的兩個數A,B分別分解質因數,再從中找出A、B公有的質因數,把這些公有的質因數相乘,即得A、B的最大公約數。
例:求48和36的最大公因數。
把48和36分別分解質因數:
其中48和36公有的質因數有2、2、3,所以48和36的最大公因數是。

輾轉相除法

(歐幾里得演演算法)對要求最大公因數的兩個數a、b,設,先用b除a,得。若,則;若,則再用除b,得.,若,則,若,則繼續用除……如此循環,直到能整除為止。其最後一個非零餘數即為。
這一演演算法的證明如下:
設兩數為,用表示a,b的最大公約數, 為a除以b以後的餘數,輾轉相除法即是要證明。
令,則設,根據前提有
由上,可知c也是r的因數,故可以斷定與n互素【否則,可設,則,則,故a與b最大公因數成為cd,而非c】
所以,繼而。
例:求8251和6105的最大公因數。
考慮用較大數除以較小數,求得商和餘數:
最後除數37是148和37的最大公因數,也就是8251與6105的最大公因數。
約數也叫做因數,是因數的另一個稱呼。

更相減損術

更相減損術出自《九章算術》的一種求最大公約數的演演算法,它原本是為約分而設計的,但它適用於任何需要求最大公約數的場合。其原文為:“可半者半之,不可半者,副置分母、子之數,以少減多,更相減損,求其等也。以等數約之。”
翻譯成現代語言就是
第一步:任意給定兩個正整數a、b;判斷它們是否都是偶數。若是,則用2約簡;若不是則執行第二步。
第二步:以較大的數減較小的數,接著把所得的差與較小的數比較,並以大數減小數。繼續這個操作,直到所得的減數和差相等為止。這個數就是a、b的最大公約數。
例:求98與63的最大公因數。
分析:由於63不是偶數,把98和63以大數減小數,並輾轉相減:
所以,98和63的最大公約數為7。
註:以上首三個方法同樣適用於求多個自然數的最大公約數

求約公式


若(其中為兩兩互質得正整數)
則的正約數個數為
一般地,對自然數n進行分解質因數,設n可以分解為
其中是不同的質數,
是正整數,則形如
的數都是n的約數,其中β⑴可取個值:;β⑵可取個值:;β(k)可取個值:.且n的約數也都是上述形式,根據乘法原理,n的約數共有
⑺個。
式⑺即為求一個數約數個數的公式。

負約數


定義

國內課本中,最先提到約數這個概念是在小學,而此時還沒學負數。
等到學了負數,一般要直到大學數學系“初等數論”中才嚴格定義約數,那個時候就包括負約數了。
如果並且,則我們說d是a的約數。注意,當且僅當,因此定義約數為非負整數不會失去一般性,只要明白a的任何約數的相應負數同樣能整除a。一個整數a的正約數最小為1,最大為。

例題

105的負約數的和是多少?
105的所有負約數就是105的所有正約數的相反數所組成的集合。
105的正約數有1,3,5,7,15,21,35,105
105的負約數有-1,-3,-5,-7,-15,-21,-35,-105
其和為