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36 如何计算168和216的最大公约数
——欧几里得相除法

求9和12的最大公约数时,可以将两数分别因式分解:

9=3×312=2×2×3

答案为3。熟练之后,我们可以更快地得到答案。

求最大公约数,与求两个较大数字的最大公约数(将两数分别放入分子分母进行约分)相同。

以标题为例进行说明:

①216减去168,得48。

②迅速确认48是否为216和168两数的最大公约数。在这种情况下不是。

③接下来,在48的约数(尽量取较大数字)中寻找216的约数。那么我们可以立刻意识到48的一半是24,240-24可得216,即24也是216的约数。

④所以最大公约数为24。

那么为什么这种方法可以求得最大公约数呢?

将216和168的最大公约数设为G,也就是说216和168中分别包含了若干个G。

因此,将216减去168(拿走168),即将若干个G从原本的若干个G中拿走,剩下的数字中仍然包含了若干个G。

所以相差的48中包含了若干个G。

因此,要想求得G,只需寻找48的约数即可。

下面来思考一种比较难的情况。G实际上也是168与48的最大公约数。说明如下:

①G既是168的约数,也是48的约数,是否是“最大”尚不得知,但一定是168和48的公约数中的一个。也就是说,168和48的最大公约数一定是G的倍数。

②将168和48的最大公约数设为K, K中包含了若干个G,即K=mG(m为整数)。

③参照下图可知,216和168也是mG的若干倍。

④由上可知,mG即为168和216的公约数,又因为G的定义原本即为168和216的最大公约数,因此mG不可能比G大,即m只能为1,所以G也是168与48的最大公约数。

由此可知,若将A与B的最大公约数表示为(A, B),则(216,168)=(168,48)。

那么同样地,将168和48进行相同操作可以得出最大公约数吗?

说明如下:

①将168减去48的若干倍,168=3×48+24。

②设G为168和48的最大公约数。

因此,G为24的约数。

③所以(168,48)=(48,24),到这里可以非常明显地看出48和24的最大公约数是24。

像这样,将原数不断辗转相减,可以将最初的两个较大数字的最大公约数的算法,转化为“求两个较小数字的最大公约数”的方法称为“欧几里得相除法(又称辗转相除法)”。

不过,对于标题中的算式来说,比起完全采用欧几里得相除法,可能只需采用至中途即可(“模仿相除法”),之后目视就能快速得出答案。

这个方法甚为实用,我们遇到的大部分题目都只需要进行一次减法(当较大数字÷较小数字,答案大于2时,相除得出余数的操作),就可以求出最大公约数。

在进行心算的时候,若时刻联想欧几里得相除法,我们的计算力将大大提高。

练习题

求以下两数的最大公约数:

273和286

319和377

1558和1634 5FbVHmM7kWUcUeEYhT4P5VUHBpeAasSB/Op9mlSwuHoEcF1hw8k8N5qxPZjvrhT6

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