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利用辗转相除法求最大公约数和最小公倍数_利用辗转相除法计算两个正整数 a 和 b 的最大公约数,过程如下:   ① 令 c=a%b

利用辗转相除法计算两个正整数 a 和 b 的最大公约数,过程如下:   ① 令 c=a%b

最大公约数

原理

辗转相除法:也称为欧几里得算法(Euclidean algorithm),是一种用来求两个正整数最大公约数(Greatest Common Divisor,GCD)的算法。其原理是基于下面的定理:

如果有两个正整数a和b,其中a>b,那么它们的最大公约数与a除以b的余数c和b的最大公约数相同。即:

                                                gcd(a, b) = gcd(b,c)

其中gcd(a,b)表示a和b的最大公约数,c = a  mod  b

算法的步骤

Step1:将两个正整数a和b(假设a > b)作为输入

Step2:计算a除以b的余数c,即 c = a  mod  b

Step3"如果c = 0,则b就是两数的最大公约数

Step4:如果c != 0,则将b的值赋给a,将c的值赋给b,并返回步骤2(Step2)。

重复上述过程直到余数为0。最后非零余数的除数即为两个数的最大公约数。

辗转相除法的效率很高,特别是对大整数进行计算时。这个算法可以扩展到更多整数的最大公约数求解,也可以用于求解二元一次方程的整数解等问题。

代码(c语言)
  1. int gcd(int x, int y)
  2. {
  3. int tmp;
  4. while(y!=0)
  5. {
  6. tmp = x % y;
  7. x = y;
  8. y = tmp;
  9. }
  10. return x;

最大公倍数

要通过最大公约数(GCD)求得两个数的最小公倍数(LCM),可以使用以下关系式:

                                                LCM(a,b)=\tfrac{a*b}{GCD(a,b))}

其中,α和b是需要求最小公倍数的两个正整数,GCD(a,b)是它们的最大公约数。

原理

这个公式的原理基于最大公约数和最小公倍数的定义:最大公约数是两个数共有约数中最大的一个,而最小公倍数是能同时被这两个数整除的最小的正整数。

算法的步骤:

当我们将两个数α和b相乘,其结果就包含了这两个数所有的质因数。然而,如果α和b有共同的质因数,那么这些质因数在乘积α×b中就会出现多次。最大公约数包含了α和b的所有共同质因数,每个共同质因数出现一次。因此,要得到它们的最小公倍数,我们需要除去这些重复的质因数,也就是除以它们的最大公约数。

通过这种方式,我们就可以确保得到的最小公倍数是能够被α和b整除的,并且是最小的那个数。

举个例子,假设我们要找到8和12的最小公倍数:

首先找到 8 和 12 的最大公约数, GCD(8,12) = 4

然后计算8和12 的乘积,8× 12=96

最后,将乘积除以最大公约数,= 24

所以,8和12的最小公倍数是24

代码(c语言)
  1. int gcd(int x, int y)
  2. {
  3. int tmp;
  4. while(y!=0)
  5. {
  6. tmp = x % y;
  7. x = y;
  8. y = tmp;
  9. }
  10. return x;
  11. }
  12. int lcm(int x, int y)
  13. {
  14. int tmp;
  15. tmp = x * y;
  16. return tmp = tmp / gcd(x, y);
  17. }

总代码

  1. #include<stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int gcd(int x, int y);
  5. int lcm(int x, int y);
  6. int x, y;
  7. scanf_s("%d %d", &x, &y);
  8. printf("最大公约数为%d\n", gcd(x, y));
  9. printf("最大公倍数为%d\n", lcm(x, y));
  10. return 0;
  11. }
  12. int gcd(int x, int y)
  13. {
  14. int tmp;
  15. while(y!=0)
  16. {
  17. tmp = x % y;
  18. x = y;
  19. y = tmp;
  20. }
  21. return x;
  22. }
  23. int lcm(int x, int y)
  24. {
  25. int tmp;
  26. tmp = x * y;
  27. return tmp = tmp / gcd(x, y);
  28. }

个人想法,欢迎大家与我讨论(我才大一初学c语言)

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