Математика

Арифметические и алгебраические преобразования
Наибольший общий делитель. Наименьшее общее кратное
Общим делителем натуральных чисел называется натуральное число, служащее делителем для каждого из них.
Наибольшим общим делителем натуральных чисел называется наибольшее натуральное число, являющееся делителем всех данных чисел.
Способы нахождения наибольшего общего делителя (НОД)
  • Разложить числа на простые множители и найти произведение общих простых множителей, взяв каждый из них с наименьшим (из имеющихся) показателем.
  • Выписать все общие делители чисел и выбрать из них наибольший.
  • Поэтапно заменять большее из двух имеющихся чисел на разность между ним и меньшим до тех пор, пока числа не станут равными (алгоритм Евклида).
  • Разделить большее число на меньшее, затем меньшее число разделить на остаток от первого деления, далее первый остаток — на второй и т.д. Последний ненулевой остаток в этом процессе и будет НОД данных чисел (алгоритм Евклида в виде последовательности делений с остатками).
Общим кратным натуральных чисел называется натуральное число, кратное каждому из них.
Наименьшим общим кратным натуральных чисел называется наименьшее натуральное число, кратное этим числам.
Чтобы найти наименьшее общее кратное (НОК) нескольких чисел, надо разложить эти числа на простые множители и найти произведение всех получившихся простых множителей, взяв каждый из них с наибольшим (из имеющихся) показателем.
Натуральные числа a и b называются взаимно простыми, если их наибольший общий делитель равен 1.
Для двух натуральных чисел всегда выполняется равенство НОД (a;b) · НОК (a;b) = a · b.

Пример 3. Найти НОД (32; 76).

Решение. Разложим данные числа на простые множители: 32 = 25; 76 = 22 · 19. Следовательно, НОД (32; 76) = 22 = 4.

Ответ: 4.

Пример 4. Найти НОД (1044; 1512; 2436).

Решение. Разложим эти числа на простые множители: 1044 = 2 2 · 3 2 · 29 ; 1512 = 2 3 · 3 3 · 7; 2436 = 2 2 · 3 · 7 · 29 . Выпишем общие простые множители из разложений этих чисел: 2 2 , 3. Перемножим их.

Ответ: 12.

Пример 5. Найти НОД (42; 36).

Решение. Выпишем натуральные делители числа 42 — это 1, 2, 3, 6, 7, 14, 21, 42. Выберем из них наибольшее число, которое является делителем числа 36.

Ответ: 6.

Пример 6. Найти НОД (945, 301).

Решение. Воспользуемся алгоритмом Евклида:

9456443434242424242
301301301301259217175133

424242352821147
9149777777

Ответ: 7.

Пример 7. Найти НОД (493; 221).

Решение. Воспользуемся алгоритмом Евклида в виде последовательности делений с остатком. Удобно пользоваться схемой, приведенной ниже.

Итак, 17 — последний ненулевой остаток.

Ответ: 17.

Пример 8. Найти НОК (1044; 1512; 2436).

Решение. Разложим данные числа на простые множители:

1044 = 2 2 · 3 2 · 29; 1512 = 2 3 · 3 3 · 7; 2436 = 2 2 · 3 · 7 · 29.

Выпишем все множители одного из них, например большего числа — 2436, и припишем к ним недостающие множители из разложений других чисел: 2 2 · 3 · 7 · 29 · 3 2 · 2 . Перемножив их, получим ответ.

Ответ: 43 848.

Пример 9. Произведение двух чисел равно 10 800, а их НОД равен 60. Найти НОК этих чисел.

Решение. Воспользуемся формулой НОК a ; b · НОД a ; b = a · b . Из условия известно, что a · b = 10 800 ; НОД (a;b) = 60. Тогда

НОК (a; b) = 10 800 : 60 = 180.

Ответ: 180.

Пример 10. Найти все пары натуральных чисел, НОД которых равен 5, а НОК равно 105.

Решение. По условию задачи, НОД a ; b = 5; НОК a ; b = 105 , где а и b — искомые числа. Так как числа имеют НОД, то каждое из них можно разложить на множители: a = m · n ; b = m · k , где m , n , k — натуральные числа. Значит, НОД (a; b) = m = 5; НОК (a; b) = m · n · k = 105. Получим систему условий

{ m = 5 , m · n · k = 105 ; { m = 5 , k · n = 21.

Число 21 имеет делители: 1, 3, 7, 21. Его можно разложить на множители: 1 · 21 ; 3 · 7 . Тогда получим системы

{ m = 5 , k = 1 , n = 21 или { m = 5 , k = 3 , n = 7 или { m = 5 , k = 7 , n = 3 или { m = 5 , k = 21 , n = 1.

Из каждой системы имеем:

{ a = 105 , b = 5 или { a = 35 , b = 15 или { a = 15 , b = 35 или { a = 5 , b = 105.

Таким образом, мы получили две пары чисел: (5; 105); (15; 35).

Ответ: (5; 105); (15; 35).

Пример 11. Найти два натуральных числа, сумма которых равна 85, а НОК равно 102.

Решение. По условию задачи, a + b = 85 ; НОК a ; b = 102 , где a и b — искомые числа. Разложим a и b на множители: a = m · n ; b = m · k , где m , n , k — натуральные числа. Значит,

НОК a ; b = m · n · k = 102 ; a + b = m · n + m · k = m n + k = 85 .

Получим систему

{ m n + k = 85 , m · n · k = 102 .

Число 85 имеет делители: 1, 5, 17. Получим системы

{ m = 1 , n + k = 85 , n · k = 102 или { m = 5 , n + k = 17 , 5 · n · k = 102 или { m = 17 , n + k = 5 , n · k = 6 .

Первая и вторая системы не имеют решения, так как m, n, k — натуральные числа. А из последней системы следует, что n = 2 ; k = 3 или n = 3 ; k = 2. Тогда a = 34 ; b = 51 или a = 51 ; b = 34 .

Ответ: 34; 51.