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。
(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)
(4)最大公因數的應用:
【範例】:求
(
3 ´ 5 3 ´ 7 , 2 ´ 3 ´ 5 ´ 7 , 2 ´ 2 3 2 ´ 5)
=?並將答案寫成標準分解式。解 :
(
3 ´ 5 3 ´ 7 , 2 ´ 3 ´ 5 ´ 7 , 2 ´ 2 3 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 ´ 2 3 2 ´ 5)
= 3´ 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 2 ´ 3 = 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
(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 10816 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 2 ×5×7
600=2×2×2×3×5×5=2 3 ×3×5 2 1260=2×2×3×3×5×7=2 2 ×5×3 2 ×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 ×3 2 ×5 2 ×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
(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 ´ 5 3 ´ 7 ,585, 2 2 × 3 2 × =?並將答案寫成標準分解式: 5]
解 :585 寫成標準分解式為 3 2 × 5 × 13 ;所以整個式子可寫成:[
3 × 5 3 × 7 , 3 2 × 5 × 13 , 2 2 × 3 2 × , 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 3 × 7 , 3 2 × 5 × 13 , 2 2 × 3 2 × = 5]
2 2 × 3 2 × 5 3 × 7 × 13 所以[
3 × 5 3 × 7 ,585, 2 2 × 3 2 × = 5]
2 2 × 3 2 × 5 3 × 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)
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 a ×b
2 ×c
1 ×23 d 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)
a b
c d
e f
g 2
2 2
3 3
5 5
7
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 2 ´ 3 2 ´ 5 2 ´ 7 (B) c = 3 2 ´ 5 2 ´ 7 (C) e = 3 2 ´ 5 2 ´ 7 (D) f = 5 ´ 7 重點:能做質因數分解。
(A) b = 2 2 ´ 3 2 ´ 5 2 ´ 7 正確答案。
(B) c = 3 2 ´ 5 2 ´ 7 應改為 c = 2 ´ 3 2 ´ 5 2 ´ 7 。 (C) e = 3 2 ´ 5 2 ´ 7 應改為 e = 3 ´ 5 2 ´ 7 。 (D) f = 5 ´ 7 應改為 f = 5 2 ´ 7 。
答案選(A)
28 210 14 105 2 15 2
7
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,且
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 2 e = 14 Þ e = 7
a 、b的最小公倍數為 98 Þ 2 ´ e ´ f ´ g = 98 Þ f ´ g = 7 且 f 、g互質, a > b Þ f = 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)
a b
e c d
f g 2
98 14 7 49 7
7 1 2
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
與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
與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)
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
與EFGH
。 若AB=EF 且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。
n 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 a ´ 3 2 ´ c 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 2 ´ 13 2 ´ 19 ,所以 a + c = 3 + 13 = 16 。 答案選(C)
A D
F E
C
B G
H
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。
由
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)
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×
2
9 ∴ d 是 a 的 2 9 倍
(B)∵ 14=3×
3
14 ∴ e 是 3 的 3 14 倍
(C)∵ 18=6×3 ∴ f 是 b 的 3 倍
(D)∵ 42=9×
3
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
25. 以下何者是 22´ ´ 3 7 2 和 2 ×3 3× 5 的最大公因數? 2 【93 中山國中】
(A) 2 ×3 3 (B) 22 ´ 3 (C) 2 ×3 3× 5 2 ´ 7 2 (D)2 3 5 7 ´ ´ ´ 。 重點:能做質因數分解。
在 22´ ´ 3 7 2 和 2 ×3 3× 5 中,2 的最低次方為 2 次、 3 的最低次方為 1 次、 2 所以( 22´ ´ 3 7 2 , 2 ×3 3× 5 )= 2 22 ´ 。 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)
[ ] (
5 , 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)