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因數與倍數

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Academic year: 2021

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(1)

因數與倍數

因數、倍數與質數:

(1) 整除:兩個整數相除,必能得到商及餘數,當餘數為 0 時,稱為整除。

(2) 因數與倍數:若兩個整數能整除,則稱除數為被除數的因數;被除數為除數的倍數。

【範例】:35÷5=7…0,5 是 35 的因數,35 是 5 的倍數。

(3) 質數:一大於 1 的正整數只有 1 及本身兩個正因數時,稱為質數。

【範例】:2 是的正因數只有 1 和 2,所以 2 是質數,也是最小的質數。

(4) 質因數:是質數又是某數的因數,稱為某數的質因數。

【範例】:5 是 35 的因數,同時 5 也是質數,所以 5 是 35 的質因數。

(5) 標準分解式:

1.質因數分解:將一個大的數分解成其質因數的連乘積。

2.標準分解式:一正整數作質因數分解時將質因數由小至大以連乘式表之,質因數 相同者用指數形式簡記,如:12=2×2×3=2 2 ×3(或 2 2 .3)。

最大公因數:

(1) 公因數與最大公因數:

一整數甲同為兩個以上整數的因數時,則甲為這些數的公因數。公因數中最大者即稱 為最大公因數(Greatest Common Divisor),最大公因數一定為正整數,簡稱 g.c.d.,

可用(a,b)=d 來表示。

【範例】:求(6,12)=? 及 (6,12,10)=?

解 : 6 的因數:1、2、3、6 ; 10 的因數: 1、2、5、10;

12 的因數:1、2、3、4、6、12;

故(6,12)= 6; (6,12,10)= 2 。

(2) 互質:兩正整數除 1 外,沒有其他公因數者,稱為兩數互質。

【範例】:8 與 9 兩數互質嗎?

解 :8 的因數有 1、2、4、8 ; 9 的因數有 1、3、9。

因此,(8,9)=1,所以 8 與 9 互質。

(2)

(3) 最大公因數的求法:

1. 羅列法:將幾個整數的全部因數都寫出來,有相同者即為公因數,再找公因數中的 最大者,就是最大公因數。

【範例】:24 的因數有: 1、2、3、4、6、8、12、24。

18 的因數有 1、2、3、6、9、18。

所以 24 與 18 的公因數有:1、2、3、6,其中最大的數是 6;所以(24,18)=6。

2. 質因數分解法:

將每一個自然數做質因數分解,如果它們有共同的質因數時,則在共同的質因數 中,取次方較低者相乘就可得出它們的最大公因數。

【範例】:求 56、90 和 294 的最大公因數=?

解 :先將 56、90 和 294 質因數分解,

56=2×2×2×7=2 3 ×7,90=2×3×3×5=2×3 2 ×5,294=2×3×7×7=2×3×7 2 。 以上三個數中,2 的最低次方為 1 次、 3 的最低次方為 0 次、

7 的最低次方為 0 次,所以(56,90,294)=2 1 ×3 0 ×7 0 =2。

3. 短除法:是質因數分解的簡要紀錄。

【範例】:求 48、72 和 108 的最大公因數=?

解 :由質因數分解可得:48=2×2×3×4,72=2×2×3×6,108=2×2×3×9。

將其寫成如下的形式, 

48 , 72 ,108  24 , 36 , 54  12 , 18 , 27  2 

2  3 

4 ,   6 ,  9 

所以(48,72,104)=2×2×3=12。

4. 輾轉相除法:利用輾轉相除法得到最大公因數。

※注意:【此法適用於當兩數的值都很大時】。

【範例】:(247,589)=?

解 :

所以得到(247,589)=19

247 589 190

57 38 19

494 95 57 38 38

0 2

1

2 1 2

停止 最大公因數

(g.c.d)

(3)

(4)最大公因數的應用:

【範例】:求

(

3 ´ 5 3 ´ 7 , 2 ´ 3 ´ 5 ´ 7 , 2 ´ ´ 5

=?並將答案寫成標準分解式。

解 :

(

3 ´ 5 3 ´ 7 , 2 ´ 3 ´ 5 ´ 7 , 2 ´ ´ 5

,將 3 個標準分解式中都有出現 且次數最低的質因數相乘,即可得:

(

3 ´ 5 3 ´ 7 , 2 ´ 3 ´ 5 2 ´ 7 , 2 ´ ´ 5

= 

所以 3 ´ 5 即為所求。

【範例】:將 36 個橘子、48 個芒果、60 個蘋果分裝在幾個禮盒裏,使同一種水果在每 一盒裏有一樣多個,問最多可裝幾盒?其中橘子幾個?芒果幾個?蘋果幾個?

解 :

36 = 盒子數 × 橘子個數 48 = 盒子數 × 芒果個數 60 = 盒子數 × 蘋果個數

若要裝最多,盒子數要取最大的數,因此必須求 36、48、60 的最大公因數:

所以

(

36 48 60 

= 2 ´ = 12 ,表示可分成 12 盒其中橘子 3 個,

芒果 4 個,蘋果 5 個。

答:最多 12 盒,每個盒裏有橘子 3 個,芒果 4 個,蘋果 5 個。

三、最小公倍數:

(1)公倍數:

一整數乙為兩個以上的整數的倍數時,乙稱為這些數的公倍數。在所有正公倍數中最小 者稱為最小公倍數(Least Common Multiple)。簡稱 l.c.m.,可用[a,b]=d 來表示。

【範例】:求[8,12,15] = ?

解 : 8、12 和 15 大於 0 的公倍數有:120、240、360、…等等,其中最小是 120,

稱為 8、12 和 15 的最小公倍數;用[8,12,15]表示 8、12 和 15 的 最小公倍數,記為[8,12,15]=120。 

36 , 48 , 60  18 , 24 , 30  9 , 12 , 15  2 

2  3 

3 ,   4 ,  5

(4)

(2)最小公倍數的求法:

1. 羅列法:將幾個整數大於 0 的倍數分別寫出,直到有相同的數字出現,

這些相同的數就是公倍數,而其中最小者就是最小公倍數。

【範例】:求 [12,16]=?(羅列法)

解 :分別列出 12 及 16 的倍數,如下表:

12 的倍數 12 24 36

48 60 72 84

96 108

16 的倍數 16 32

48 64 80

96 112 128 144

由上表,可以清楚地看到,12 和 16 大於 0 的公倍數為:48、96、144……等,

其中最小是 48,所以[12,16]=48。

2. 質因數分解法:

將每一個自然數做質因數分解,然後在共同的質因數中,取次方數較高者,

不同的質因數就以原來的次方相乘相乘,就可得出它們的最小公倍數。

【範例】:求 315、600 和 1260 的最小公倍數。

解 :先將 315、600 和 1260 質因數分解 315=3×3×5×7=3 ×5×7

600=2×2×2×3×5×5=2 ×3×5  1260=2×2×3×3×5×7=2 ×5×3 ×7

以上三個數中,2 的最高次方為 3 次、 3 的最高次方為 2 次、

5 的最高次方為 2 次、7 的最高次方為 1 次。

所以(315,600,1260)=2 ×3 ×5 ×7=12600。

3. 短除法:求最小公倍數的步驟如下: 

(i)  逐次以這幾個數共同的質因數或部分數共同的質因數去除,直到每兩個 都互質為止。 

(ii)  最小公倍數就是共同的質因數與最後兩兩互質的這些數之乘積。

【範例】:求 [60,90,105]=?(短除法)

解 :

所以[60,90,105]=5´3´2´2´3´7=1260 

60 , 90 ,105 

12 , 18 , 21  4 ,   6 ,  7  5 

3  2 

2 ,   3 ,  7

(5)

(3)最小公倍數的應用:

【範例】:甲數用 8 去除餘 6,用 11 去除餘 9,用 15 去除餘 13,問甲數至少是多少?

解 :甲數=8 × 商+6;

甲數=11 × 商+9;

甲數=15 × 商+13;

所以甲數用 8 去除餘 6,用 11 去除餘 9 及用 15 去除餘 13,表示都不足 2;

甲數=8 × 商-2;

甲數=11 × 商-2;

甲數=15 × 商-2;

因此甲數+2 為 8、11、15 的公倍數,問甲數至少是多少,

則甲數+2 為 8、11、15 的最小公倍數:[8,11,15]=8×11×15=1320 因為甲數+2=1320,所以甲數=1320-2=1318

答:甲數為 1318。

【範例】:求

[

´ 3 ´ 585, × ×  =?並將答案寫成標準分解式: 5 

解 :585 寫成標準分解式為 3 × 5 × 13 ;所以整個式子可寫成: 

[

3 × 5 × 7 , 3 × 5 × 13 , 2 × 3 ×  , 5 

將 3 個標準分解式中所有已列出且最高次數的質因數相乘,即可得: 

[

× × , 3 × 5 × 13 , 2 × 3 ×  = 

× 3 × 5 × 7 × 13  所以

[

3 × 5 × 7 ,585, 2 × 3 ×  = 5 

× 3 × 5 × 7 × 13 。

1. 下列有關質數的敘述,哪一個是正確的? 【90 年模擬題本一】

(A) 2 是偶數,所以 2 不是質數

(B) 67 的正因數只有 1 和 67,所以 67 是質數

(C) 77 的十位數字及個位數字都是質數,所以 77 是質數

(D) 91 不是 2 的倍數,不是 3 的倍數,也不是 5 的倍數,所以 91 是質數 重點:認識質數。

(A) 2 是的正因數只有 1 和 2,所以 2 是質數,也是最小的質數 (B) 67 的正因數只有 1 和 67,所以 67 是質數

(C) 77 的正因數有 1、7、11 和 77,所以 77 不是質數 (D) 91 的正因數有 1、7、13 和 91,所以 91 不是質數 答案選(B)

(6)

2. 若 108、72、90 三數的最大公因數為

a

,最小公倍數為

b

,則下列哪一個選項是正確的?

【90 年模擬題本一】

(A)

a

=36,

b

=2160 (B)

a

=36,

b

=1080 (C)

a

=18,

b

=2160 (D)

a

=18,

b

=1080 重點:能理解最大公因數、最小公倍數。

a

= (108、72、90)=18 ;

b

=[108、72、90]=1080 答案選(D)

3. 設

a

=2 3 ×3 2 ×5×13,則下列哪一個選項不是

a

的因數? 【90 年模擬題本一】

(A) 2 3 ×3 (B) 3×5×13 (C) 2 3 ×3×5 2 (D) 2×3×5×13 重點:能做質因數分解。

a

=2 3 ×3 2 ×5×13=(2 3 ×3)×(3×5×13)=(2×3×5×13)×(2 2 ×3)

答案選(C)

4. 傳說某古堡有億萬寶藏,必須輸入門密碼才能進入寶庫取寶;已知入門密碼有四碼

abcd

分別隱藏在 2898=2 ×

b

 ×

c

 ×23 的標準分解式中,請問此入門密碼為何?

(A) 2371 (B) 1371 (C) 1351 (D) 2351 【90 年模擬題本二】

重點:能做質因數分解。

2898=2 1 ×3 2 ×7 1 ×23 1

a

=1,

b

=3,

c

=7,

d

=1 答案選(B)

5. 如圖,甲車係逆時針方向繞著圓周行駛,每 16 分鐘繞一周;乙車依順時針方向繞著圓周 行駛,每 18 分鐘繞一周;丙車沿著直徑 AB 來回行駛,每 12 分鐘來回一趟。若甲、乙、

丙三車同時由 A 點出發,請問甲、乙、丙三車在幾分鐘以後,會在 A 點第一次同時相遇?

(A) 144 (B) 432 (C) 864 (D) 3456 【90 年模擬題本二】

重點:能理解最小公倍數的意義。

在 A 點第一次同時相遇即為 16、18 及 12 的最小公倍數 144 答案選(A)

(7)

g  2 

2  2 

3  3 

5  5 

6.  a 是一個正整數,其所有正因數有 1、2、4、7、14、28。則 a 與 210 的最大公因數為何?

(A) 4 (B) 7 (C) 14 (D) 28 【90 年第一次基測】

重點:理解因數、最大公因數的意義。

既然 a = 28 ,則和210的最大公因數 = 2 ´ 7 = 14  答案選(C)

7. 欲將n個邊長為 1 的小正方形,拼成一個長、寬皆大於 1 的矩形,且不會剩下任何小

正方形,則n不可能為下列哪一個數? 【90 年第一次基測】

(A) 81 (B) 85 (C) 87 (D) 89

重點:能認識質數、合數,並做質因數分解。

(A) 81 = 1 ´ 81 = 3 ´ 27 = 9 ´ 9  (B) 85 = 1 ´ 85 = 5 ´ 17 

(C) 87 = 1 ´ 87 = 3 ´ 29  (D) 89 = 1 ´ 89 

答案選(D)

8. 某生將一正整數 a 分解成質因數相乘,計算過程如右。則下列哪一個選項是正確的?

【90 年第二次基測】

(A) b = 2 ´ 3 ´ 5 ´ 7  (B) c = 2 ´ 5 ´ 7  (C) e = 2 ´ 5 ´ 7  (D) f = 5 ´ 7  重點:能做質因數分解。

(A)  b = 2 ´ 3 ´ 5 ´ 7 正確答案。

(B)  c = 2 ´ 5 ´ 7 應改為 c = 2 ´ 3 2 ´ 5 ´ 7 。 (C)  e = 2 ´ 5 ´ 7 應改為  e = 3 ´ 5 2 ´ 7 。 (D)  f = 5 ´ 7 應改為 f = 2 ´ 7 。

答案選(A) 

28  210  14  105  2  15  2 

7

(8)

9. 大小相同的正方形紙牌若干張,可以緊密地排出不同形狀 的長方形。若拿 6 張,可排出兩種形狀,如圖(十二);若 拿 12 張,可排出三種形狀,如圖(十三)。如果拿 36 張紙 牌,最多可以排出幾種不同形狀的長方形?

(A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 9 。【91 年第一次基測】

重點:能做因數分解。 

3  2  6  1 

6 =  ´ = ´

4  3  6  2  12  1 

12 =  ´ = ´ = ´

6  6  9  4  12  3  18  2  36  1 

36 =  ´ = ´ = ´ = ´ = ´ (  共五種 )  答案選(B)

10. 大方拿了一張長 80 公分,寬 50 公分的紙張,剛好剪出

n

個正方形(其面積大小可以不

相同)。請問

n

的最小值是多少? 【91 年第二次基測】

(A)3ˉ(B)5ˉ(C)10ˉ(D)40ˉ 重點:輾轉相除法。

80÷50=1……30; 50÷30=1……20; 30÷20=1……10; 20÷10=2……0 1+1+1+2=5

答案選(B)

11. 小琪將

a

b

兩個正整數作質因數分解,完整的作法如右。已知 a>b,

e

是質數,

a

b

的最大公因數是 14,最小公倍數是 98,則下列哪一個關係是正確的?

(A) d > e  (B) e > f  (C) e > g  (D) f > d  【91 年第二次基測】

重點:能理解最大公因數、最小公倍數的意義。 

a 、b的最大公因數為 14 Þ = 14  Þ  e = 7

a 、b的最小公倍數為 98 Þ  2 ´ ´ ´ = 98  Þ  ´ = 7 且 f  、g互質, a > b  Þ = 7 、 g = 1

答案選(C)

圖(十三)

第三種 第二種

第二種 第一種

第一種

圖(十二) 

(以上兩種情形視為同一種) 

98  14  7  49  7 

7  1  2

(9)

12. 若 45 可分解為 a ´ b ,其中 a 、b均為正整數,則下列哪一個不可能是 a + b 的值?

(A) 46 (B) 42 (C) 18 (D) 14 。 【92 年第二次基測】

重點:能做質因數分解。

因為 45=1×45=3×15=5×9

所以 1+45=46;3+15=18;5+9=14 答案選(B) 

13.  下列四個數中,哪一個與 55 互質? 【93 年第一次基測】 

(A) 21  (B) 30  (C) 35  (D) 77  重點:能認識兩數互質。 

11  5 

55 = ´ (A) 21 = 3 ´ 7  (B) 30 = 2 ´ 3 ´ 5  (C) 35 = 5 ´ 7  (D) 77 = 7 ´ 11  答案選(A)

14. 若整數

a

的所有正因數 1、2、4、13、26、52,整數

b

的所有正因數為 1、2、3、6、13、

26、39、78,則下列哪一個數是

a

b

的最大公因數? 【94 年模擬題本】

(A)1 (B)26 (C)52 (D)78 重點:能理解最大公因數的意義。

a

=52;

b

=78;所以

a

b

的最大公因數為 26 答案選(B)

15. 設「 a Å b」代表大於 a 且小於b所有質數的個數。例如:大於 10 且小於 15 的質數有 11、13 兩個質數,所以 10Å15 = 2。若 30Å c = 2,則 c 可能為下列哪 一個數?

(A) 38 (B) 42 (C) 46 (D) 50 【94 年第一次基測】

重點:能認識質數。

因為大於 30 的兩個質數為 31、37 ,所以 c = 38 答案選(A)

(10)

16. 將 182 個面積為 1 的正方形, 分別緊密地拼成面積為 84 與 98 的兩長方形

ABCD

EFGH

。 若AB=EF EF >10,則AB=? 【94 年第一次基測】

(A) 12 (B) 14 (C) 17 (D) 21 。 重點:能做質因數分解;並理解最大公因數。 

AB ´

84  , 98 = EF ´ m , AB = EF 。 

AB為 84 與 98 的公因數,因為(84,98)=14 所以 84 與 98 的公因數有 1、2、7、14

又必須大於 10,AB=14 答案選(B)

17. 小華利用自己的生日設計一個四位數的密碼,方法是:分別將月分與日期寫成兩個質數 的和,再將此四個質數相乘,所得數字即為密碼 ( 例如:生日若為 8 月 24 日,將 8 寫 成 3 和 5 的和,24 寫成 11 與 13 的和,再將 3、5、11、13 相乘得密碼為 2145 )。已 知小華的密碼為 2030,求小華出生在幾月分? 【94 年第二次基測】

(A) 5 (B) 7 (C) 9 (D) 12 。 重點:能做質因數分解。

因為  2030 = 2 ´ 5 ´ 7 ´ 29 

所以 四個質數為 2、5、7、29,又月分不大於 12,日數不大於 31 故  2 + 29 = 31 , 5 + 7 = 12 

答案選(D)

18. 將 231192 做質因數解後可得 2 ´ 2 ´ ´ 19 ,求 a + c = ? 【95 年第一次基測】

(A)10 (B)14 (C)16 (D)20 。 重點:能做質因數分解。

因為  231192 = 2 3 ´ 3 ´ 13 ´ 19 ,所以  a + c = 3 + 13 = 16 。 答案選(C) 

H

(11)

19. 下列哪一選項中的兩數互質? 【95 年第二次基測】

(A) 14、35 (B) 20、21 (C) 22、33 (D) 42、51 重點:能認識兩數互質。

(A) (14,35)=7 (B) (20,21)=1 (C) (22,33)=11 (D) (42,51)=3 答案選(B)

20. 小娟想用 60 塊邊長為 1 的正方形紙板,緊密地拼湊成面積為 60 的長方形,則此長方形

的周長最小可為多少? 【95 年第二次基測】

(A) 30 (B) 32 (C) 45 (D) 60 。 重點:能做質因數分解。

上表可知,長方形的周長最小可為 32 答案選(B)

21. 有 30 張分別標示 1~30 號的紙牌。先將號碼數為 3 的倍數的紙牌拿掉,然後從剩下的紙 牌中,拿掉號碼數為 2 的倍數的紙牌。若將最後剩下的紙牌,依號碼數由小到大排列,

則第 5 張紙牌的號碼為何? 【96 年第一次基測】

(A) 7 (B) 11 (C) 13 (D) 17 重點:能理解倍數的意義。

拿掉 3 的倍數的紙牌後剩有:1、2、4、5、7、8、10、11、13、14、16、17、19、

20、22、23、25、26、28、29

將剩下的紙牌再拿掉 2 的倍數的紙牌後剩有:1、5、7、11、13、17、19、23、25、29 所以,由小到大所剩餘的紙牌中,第 5 張紙牌的號碼為 13

答案選(C)

面積 1×60 2×30 3×20 4×15 5×12 6×10 周長 2×(1+60) 2×(2+30) 2×(3+20) 2×(4+15) 2×(5+12) 2×(6+10)

(12)

22. 下列四個數,哪一個不是質數? 【96 年第一次基測】

(A) 41 (B) 61 (C) 71 (D) 91 重點:能認識質數。

因為 91=7×13,故不為質數。

答案選(D)

23. 將正整數 N 的所有正因數由小至大排列如下:

1 ,a ,3 ,b ,c ,d ,e ,f ,g ,42 ,h ,N

判斷下列敘述何者正確? 【96 年第二次基測】

(A)d 是 a 的 3 倍 (B)e 是 3 的 3 倍 (C)f 是 b 的 3 倍 (D)42 是 d 的 3 倍 重點:能做質因數分解。

N=1×N=a×h=3×42=b×g=c×f=d×e Þ N=3×42=126

126 的因數由小至大排列有 1、2、3、6、7、9、14、18、21、42、63、126 所以 a=2,b=6,c=7,d=9,e=14,f=18,g=21,h=63

(A)∵ 9=2× 

9  ∴ d 是 a 的  2  9 倍

(B)∵ 14=3× 

14  ∴ e 是 3 的  3  14 倍

(C)∵ 18=6×3 ∴ f 是 b 的 3 倍

(D)∵ 42=9× 

14  ∴ 42 是 d 的  3  14 倍

答案選(C)

24. 妙妙買進了 126 個茶杯,平均分裝於若干個盒子內。若每個盒子內的茶杯數均為 x ,則 

x 不可能為下列哪一數? 【96 年第二次基測】

(A)3 (B)7 (C)9 (D)11 重點:能做質因數分解。

答案選(D)

盒子個數 1 2 3 6 7 9 14 18 21 42 63 126 茶杯個數 126 63 42 21 18 14 9 7 6 3 2 1

(13)

25. 以下何者是 22´ ´ 3 7 和 2  × 3×  5  的最大公因數? 【93 中山國中】

(A) 2  × 3  (B) 2´ 3 (C) 2  × 3× 5 ´ 7 (D)2 3 5 7 ´ ´ ´ 。 重點:能做質因數分解。

在  22´ ´ 3 7 和  2  × 3×  5  中,2 的最低次方為 2 次、 3 的最低次方為 1 次、 所以( 22´ ´ 3 7 , 2  × 3×  5  )=  2´ 。 3

答案選(B)

26. 三個分數  24 

5 、  45  13 、 

105 

32 分別乘上同一個正分數之後,都變成整數,下列何者可能

為這個正分數?

(A)

( ) [

5 , 13 , 32 

105  ,  45  , 

24  (B)

[ ] [

5 , 13 , 32 

105  ,  45  , 

24  (C)

( ) [

5 , 13 , 32 

105  ,  45  , 

24  (D)

[ ] (

13 32 

105  ,  45  ,  24 

重點:能理解最大公因數及最小公倍數的意義。

要使分母可以消掉此正分數的分子要是分母的公倍數,

但是分子不能都消掉所以此正分數的分母要是分子的公因數 答案選(D)

27. 乘積 a=2×4×6×……×38×40,則 a 的質因數有幾個?

(A) 0 個 (B) 8 個 (C) 10 個 (D) 16 個 重點:能理解質因數的意義。

因為 a=2×4×6×……×38×40

=2×(1×2×3×……×19×20)

所以 a 的質因數有 2、3、5、7、11、13、17、19 共 8 個 答案選(B)

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