Как найти общий целый делитель

Была ли эта статья полезной?

Наибольшим общим делителем (НОД) двух целых чисел называется наибольший из их общих делителей. К примеру для чисел 12 и 8, наибольшим общим делителем будет 4.

Как найти НОД?

Способов найти НОД несколько. Мы рассмотрим один из часто используемых в математике — это нахождение НОД при помощи разложения чисел на простые множители. В общем случае алгоритм будет выглядеть следующим образом:

1. разложить оба числа на простые множители (подробнее о разложении чисел на простые множители смотрите тут);
2. выбрать одинаковые множители, входящие в оба разложения;
3. найти их произведение.

Примеры нахождения наибольшего общего делителя

Рассмотрим приведенный алгоритм на конкретных примерах:

Пример 1: найти НОД 12 и 8

2. Выбираем одинаковые множители, которые есть в обоих разложениях. Это: 2 и 2

3. Перемножаем эти множители и получаем: 2 · 2 = 4

Ответ: НОД (8; 12) = 2 · 2 = 4.

Пример 2: найти НОД 75 и 150

Этот пример, как и предыдущий с легкостью можно высчитать в уме и вывести ответ 75, но для лучшего понимания работы алгоритма, проделаем все шаги:

2. Выбираем одинаковые множители, которые есть в обоих разложениях. Это: 3, 5 и 5

3. Перемножаем эти множители и получаем: 3 · 5 · 5 = 75

Ответ: НОД (75; 150) = 3 · 5 · 5 = 75.

Частный случай или взаимно простые числа

Нередко встречаются ситуации, когда оба числа взаимно простые, т.е. общий делитель равен единице. В этом случае, алгоритм будет выглядеть следующим образом:

Пример 3: найти НОД 9 и 5

Видим, что одинаковых множителей нет, а значит, что это частный случай (взаимно простые числа). Общий делитель — единица.

Онлайн калькулятор НОД и НОК двух чисел

Наибольший общий делитель (НОД)

Если натуральное число a делится на натуральное число bb, то bb называют делителем числа aa, а число aa называют кратным числа bb. aa и bb являются натуральными числами. Число gg называют общим делителем и для aa и для bb. Множество общих делителей чисел aa и bb конечно, так как ни один из этих делителей не может быть больше, чем aa. Значит, среди этих делителей есть наибольший, который называют наибольшим общим делителем чисел aa и bb и для его обозначения используют записи: НОД (a;b)(a;b) или D(a;b)(a;b)

Пример
Наибольший общий делитель (НОД) чисел 1818 и 2424 — это 66.

Как найти наибольший общий делитель (НОД)

Существует несколько способов нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух или более целых чисел:

• Алгоритм Евклида: НОД(a,b)=(a, b) = НОД (b,a(b, a mod b)b), где «mod» — это операция взятия остатка от деления большего числа на меньшее. Этот алгоритм можно продолжать до тех пор, пока одно из чисел не станет равно нулю. В этом случае НОД равен ненулевому числу.

Пример
НОД(18,24)=НОД(24,18)=НОД(18,6)=НОД(6,0)=6НОД(18, 24) = НОД(24, 18) = НОД(18, 6) = НОД(6, 0) = 6

• Разложение на простые множители: Найти все простые множители каждого из чисел и их степени. НОД будет равен произведению всех общих простых множителей в минимальной степени.

Пример
НОД(60,84)=22⋅31=12(60, 84) = 2^{2} cdot 3^{1} = 12, так как общие простые множители −2- 2 и 33, их минимальные степени −2- 2 и 11 соответственно.

• Таблица делителей: Составить таблицы всех делителей каждого числа и найти наибольшее общее число, которое является делителем обоих чисел. Этот метод не рекомендуется для больших чисел, так как он требует много времени и усилий.

Наименьшее общее кратное (НОК)

Общими кратными чисел называются числа которые делятся на исходные без остатка. Например для чисел 2525 и 5050 общими кратными будут числа 50,100,150,20050,100,150,200 и т.д Наименьшее из общих кратных будет называться НОК и обозначается НОК(a;b)(a;b) или K(a;b).(a;b).

Пример
Наименьшее общее кратное чисел 88 и 1212 – это 2424. Т.е. НОК (8,12)=24(8, 12) = 24.

Как найти наименьшее общее кратное (НОК)

Чтобы найти НОК двух чисел, необходимо:

1. Разложить числа на простые множители;
2. Выписать множители, входящие в состав первого числа и добавить к ним множители, которые входят в состав второго и не ходят в состав первого;
3. Найти произведение чисел, найденных на шаге 2. Полученное число и будет искомым наименьшим общим кратным.

Пример
Рассмотрим два числа: 88 и 1212. Найдем их НОКНОК:

• Разложим 88 и 1212 на простые множители: 8=23,12=22⋅38 = 2^3, 12 = 2^2 cdot 3.
• Выпишем все простые множители: 23⋅32^3 cdot 3.
• Для каждого простого множителя выберем наибольшую кратность: 232^3 и 33.
• Умножим выбранные простые множители между собой: 23⋅3=242^3 cdot 3 = 24.

Таким образом, НОК чисел 88 и 1212 равен 2424.

Свойства НОД и НОК

• Любое общее кратное чисел aa и bb делится на K(a;b)(a;b);
• Если a⋮bavdots b , то К(a;b)=a(a;b)=a;
• Если К(a;b)=k(a;b)=k и mm-натуральное число, то К(am;bm)=km(am;bm)=km. Если dd-общий делитель для aa и bb,то К(ad;bdfrac{a}{d};frac{b}{d})= kd frac{k}{d}
• Если a⋮cavdots c и b⋮cbvdots c ,то abcfrac{ab}{c} — общее кратное чисел aa и bb;
• Для любых натуральных чисел aa и bb выполняется равенство D(a;b)⋅К(a;b)=abD(a;b)cdot К(a;b)=ab;
• Любой общий делитель чисел aa и bb является делителем числа D(a;b)D(a;b).

Эта статья посвящена такому вопросу, как нахождение наибольшего общего делителя. Сначала мы объясним, что это такое, и приведем несколько примеров, введем определения наибольшего общего делителя 2, 3 и более чисел, после чего остановимся на общих свойствах данного понятия и докажем их.

Что такое общие делители

Чтобы понять, что из себя представляет наибольший общий делитель, сначала сформулируем, что вообще такое общий делитель для целых чисел.

В статье о кратных и делителях мы говорили, что у целого числа всегда есть несколько делителей. Здесь же нас интересуют делители сразу некоторого количества целых чисел, особенно общие (одинаковые) для всех. Запишем основное определение.

Общим делителем нескольких целых чисел будет такое число, которое может быть делителем каждого числа из указанного множества.

Вот примеры такого делителя: тройка будет общим делителем для чисел -12 и 9, поскольку верны равенства 9=3·3 и −12=3·(−4). У чисел 3 и -12 есть и другие общие делители, такие, как 1, −1 и −3. Возьмем другой пример. У четырех целых чисел 3, −11, −8 и 19 будет два общих делителя: 1 и -1.

Зная свойства делимости, мы можем утверждать, что любое целое число можно разделить на единицу и минус единицу, значит, у любого набора целых чисел уже будет как минимум два общих делителя.

Также отметим, что если у нас есть общий для нескольких чисел делитель b, то те же числа можно разделить и на противоположное число, то есть на -b.  В принципе, мы можем взять лишь положительные делители, тогда все общие делители также будут больше 0. Такой подход также можно использовать, однако совсем игнорировать отрицательные числа не следует.

Что такое наибольший общий делитель (НОД)

Согласно свойствам делимости, если b является делителем целого числа a, которое не равно 0, то модуль числа b не может быть больше, чем модуль a, следовательно, любое число, не равное 0, имеет конечное число делителей. Значит, число общих делителей нескольких целых чисел, хотя бы одно из которых отличается от нуля, также будет конечным, и из всего их множества мы всегда можем выделить самое большое число (ранее мы уже говорили о понятии наибольшего и наименьшего целого числа, советуем вам повторить данный материал).

В дальнейших рассуждениях мы будем считать, что хотя бы одно из множества чисел, для которых нужно найти наибольший общий делитель, будет отлично от 0. Если они все равны 0, то их делителем может быть любое целое число, а поскольку их бесконечно много, выбрать наибольшее мы не сможем. Иначе говоря, найти наибольший общий делитель для множества чисел, равных 0, нельзя.

Переходим к формулировке основного определения.

Наибольшим общим делителем нескольких чисел является самое большое целое число, которое делит все эти числа.

На письме наибольший общий делитель чаще всего обозначается аббревиатурой НОД. Для двух чисел его можно записать как НОД (a, b).

Какой можно привести пример НОД для двух целых чисел? Например, для 6 и -15 это будет 3. Обоснуем это. Сначала запишем все делители шести: ±6, ±3, ±1, а потом все делители пятнадцати: ±15, ±5, ±3 и ±1. После этого мы выбираем общие: это −3, −1, 1 и 3. Из них надо выбрать самое большое число. Это и будет 3.

Для трех и более чисел определение наибольшего общего делителя будет почти таким же.

Наибольшим общим делителем трех чисел и более будет самое большое целое число, которое будет делить все эти числа одновременно.

Для чисел a1, a2, …, an делитель удобно обозначать как НОД (a1, a2, …, an). Само значение делителя записывается как НОД (a1, a2, …, an) =b.

Приведем примеры наибольшего общего делителя нескольких целых чисел: 12, -8, 52, 16. Он будет равен четырем, значит, мы можем записать, что НОД (12, -8, 52, 16) =4.

Проверить правильность данного утверждения можно с помощью записи всех делителей этих чисел и последующего выбора наибольшего из них.

На практике часто встречаются случаи, когда наибольший общий делитель равен одному из чисел. Это происходит тогда, когда на данное число можно разделить все остальные числа (в первом пункте статьи мы привели доказательство этого утверждения).

Так, наибольший общий делитель чисел 60, 15 и -45 равен 15, поскольку пятнадцать делится не только на 60 и -45, но и на само себя, и большего делителя для всех этих чисел не существует.

Особый случай составляют взаимно простые числа. Они представляют собой целые числа с наибольшим общим делителем, равным 1.

Основные свойства НОД и алгоритм Евклида

У наибольшего общего делителя есть некоторые характерные свойства. Сформулируем их в виде теорем и докажем каждое из них.

Отметим, что данные свойства сформулированы для целых чисел больше нуля, а делители мы рассмотрим только положительные.

Числа a и b имеют наибольший общий делитель, равный НОД для b и a, то есть НОД (a, b)=НОД (b, a). Перемена мест чисел не влияет на конечный результат.

Данное свойство следует из самого определения НОД и не нуждается в доказательствах.

Если число a можно разделить на число b, то множество общих делителей этих двух чисел будет аналогично множеству делителей числа b, то есть НОД (a, b)=b.

Докажем это утверждение.

Если у чисел a и b есть общие делители, то на них можно разделить любое из них. В то же время если a будет кратным b, то любой делитель b будет делителем и для a, поскольку у делимости есть такое свойство, как транзитивность. Значит, любой делитель b будет общим для чисел a и b. Это доказывает, что если мы можем разделить a на b, то множество всех делителей обоих чисел совпадет с множеством делителей одного числа b. А поскольку наибольший делитель любого числа есть само это число, то наибольший общий делитель чисел a и b будет также равен b, т.е. НОД (a, b)=b. Если a=b, то НОД (a, b)=НОД (a, a)=НОД (b, b) =a=b, например, НОД (132, 132) =132.

Используя это свойство, мы можем найти наибольший общий делитель двух чисел, если одно из них можно разделить на другое. Такой делитель равен одному из этих двух чисел, на которое можно разделить второе число. К примеру, НОД (8, 24) =8, так как 24 есть число, кратное восьми.

Если верно равенство a=b·q+c (здесь все переменные являются целыми числами), то все общие делители двух чисел a и b будут такими же, как и у чисел b и c, то есть НОД (a, b)=НОД (b, c).

Попробуем доказать данное свойство. У нас изначально есть равенство a=b·q+c, и любой общий делитель a и b будет делить и c, что объясняется соответствующим свойством делимости. Поэтому любой общий делитель b и c будет делить a. Значит, множество общих делителей a и b совпадет с множеством делителей b и c, в том числе и наибольшие из них, значит, равенство НОД (a, b)=НОД (b, c) справедливо.

Следующее свойство получило название алгоритма Евклида. С его помощью можно вычислить наибольший общий делитель двух чисел, а также доказать другие свойства НОД.

Перед тем, как сформулировать свойство, советуем вам повторить теорему, которую мы доказывали в статье о делении с остатком. Согласно ей, делимое число a можно представить в виде b·q+r, причем b здесь является делителем, q – некоторым целым числом (его также называют неполным частным), а r – остатком, который удовлетворяет условию 0≤r≤b.

Допустим, у нас есть два целых числа больше 0, для которых будут справедливы следующие равенства:

a=b·q1+r1, 0<r1<bb=r1·q2+r2, 0<r2<r1r1=r2·q3+r3, 0<r3<r2r2=r3·q4+r4, 0<r4<r3⋮rk-2=rk-1·qk+rk, 0<rk<rk-1rk-1=rk·qk+1

Эти равенства заканчиваются тогда, когда rk+1 становится равен 0. Это случится обязательно, поскольку последовательность b> r1> r2> r3, … представляет собой ряд убывающих целых чисел, который может включать в себя только конечное их количество. Значит, rk является наибольшим общим делителем a и b, то есть, rk=НОД (a, b).

В первую очередь нам надо доказать, что rk – это общий делитель чисел a и b, а после этого – то, что rk является не просто делителем, а именно наибольшим общим делителем двух данных чисел.

Просмотрим список равенств, приведенный выше, снизу вверх. Согласно последнему равенству,
rk−1 можно разделить на rk. Исходя из этого факта, а также предыдущего доказанного свойства наибольшего общего делителя, можно утверждать, что rk−2 можно разделить на rk, так как
rk−1 делится на rk и rk делится на rk.

Третье снизу равенство позволяет нам сделать вывод, что rk−3 можно разделить на rk, и т.д. Второе снизу – что b делится на rk, а первое – что a делится на rk. Из всего этого заключаем, что rk – общий делитель a и b.

Теперь докажем, что rk=НОД (a, b). Что для этого нужно сделать? Показать, что любой общий делитель a и b будет делить rk. Обозначим его r0_.

Просмотрим тот же список равенств, но уже сверху вниз. Исходя из предыдущего свойства, можно заключить, что r1 делится на r0, значит, согласно второму равенству r2 делится на r0. Идем по всем равенствам вниз и из последнего делаем вывод, что rk делится на r0. Следовательно, rk=НОД (a, b).

Рассмотрев данное свойство, заключаем, что множество общих делителей a и b аналогично множеству делителей НОД этих чисел. Это утверждение, которое является следствием из алгоритма Евклида, позволит нам вычислить все общие делители двух заданных чисел.

Перейдем к другим свойствам.

Если a и b являются целыми числами, не равными 0, то должны существовать два других целых числа u0 и v0, при которых будет справедливым равенство НОД (a, b) =a·u0+b·v0.

Равенство, приведенное в формулировке свойства, является линейным представлением наибольшего общего делителя a и b. Оно носит название соотношения Безу, а числа u0 и v0 называются коэффициентами Безу.

НОД (m·a, m·b) =m·НОД(a, b) при любом натуральном значении m.

Обосновать это свойство можно так. Умножим на число m обе стороны каждого равенства в алгоритме Евклида и получим, что НОД (m·a, m·b) =m·rk, а rk – это НОД (a, b). Значит, НОД (m·a, m·b) =m·НОД(a, b). Именно это свойство наибольшего общего делителя используется при нахождении НОД методом разложения на простые множители.

Если у чисел a и b есть общий делитель p, то НОД (a:p, b:p)=НОД(a, b):p. В случае, когда p=НОД (a, b) получим НОД (a:НОД(a, b), b:НОД (a, b)=1, следовательно, числа a:НОД(a, b) и b:НОД (a, b) являются взаимно простыми.

Поскольку a=p·(a:p) и b=p·(b:p), то, основываясь на предыдущем свойстве, можно создать равенства вида НОД(a, b)=НОД(p·(a:p), p·(b:p))=p·НОД(a:p, b:p), среди которых и будет доказательство данного свойства. Это утверждение мы используем, когда приводим обыкновенные дроби к несократимому виду.

Наибольшим общим делителем a1, a2, …, ak будет число dk, которое можно найти, последовательно вычисляя НОД (a1, a2)=d2, НОД (d2, a3) =d3, НОД (d3, a4) =d4, …, НОД (dk-1, ak) =dk.

Это свойство полезно при нахождении наибольшего общего делителя трех и более чисел. С помощью него можно свести это действие к операциям с двумя числами. Его основой является следствие из алгоритма Евклида: если множество общих делителей a1, a2 и a3 совпадает с множеством d2 и a3, то оно совпадет и с делителями d3. Делители чисел a1, a2, a3 и a4 совпадут с делителями d3, значит, они совпадут и с делителями d4, и т.д. В конце мы получим, что общие делители чисел a1, a2, …, ak совпадут с делителями dk, а поскольку наибольшим делителем числа dk будет само это число, то НОД (a1, a2, …, ak) =dk.

Это все, что мы хотели бы рассказать о свойствах наибольшего общего делителя.

Как найти НОД и НОК

Чтобы найти наименьшее общее кратное (НОК) и наибольший общий делитель (НОД) двух чисел воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором:

Просто введите числа и получите результат.

Как найти НОК двух чисел

Как найти НОД двух чисел

См. также