國一上🔢 數與量
質因數分解
Prime Factorization
公式
60 = 2² × 3 × 5
把一個數拆成質數相乘,這是求最大公因數與最小公倍數最有效率的方法。
白話解釋
質數是「只有 1 和自己兩個因數」的數:2、3、5、7、11、13……注意 1 不是質數(它只有一個因數),2 是唯一的偶質數。
任何大於 1 的整數,都可以唯一地拆成質數相乘,這叫質因數分解。60 = 2 × 2 × 3 × 5 = 2² × 3 × 5。做法是用短除法,從最小的質數 2 開始一直除,除不動再換 3、5、7……
分解完之後,求 GCD 和 LCM 就有公式可循: **最大公因數**取共同質因數的**最小**次方相乘; **最小公倍數**取所有質因數的**最大**次方相乘。
以 12 = 2² × 3 和 18 = 2 × 3² 為例:GCD 取 2¹ × 3¹ = 6,LCM 取 2² × 3² = 36。這比國小的列舉法快很多,數字大的時候差別特別明顯。
驗算方式:GCD × LCM 應該等於兩數相乘。6 × 36 = 216 = 12 × 18 ✓
什麼時候用
求 GCD / LCM、約分、通分、判斷整除。
最容易錯的地方
- 把 1 當成質數。
- GCD 和 LCM 的「取最小次方 / 取最大次方」記反。
- 分解沒分解完,留下合數(例如寫成 60 = 4 × 15)。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
60 的質因數分解中,2 的指數是多少?
- 2
12 = 2² × 3、18 = 2 × 3²,最大公因數是多少?
- 3
12 = 2² × 3、18 = 2 × 3²,最小公倍數是多少?