求整数的最小公倍数和最大公因数 — 示例与带答案练习题(五年级)

学习如何通过分步示例和带答案的练习题来求整数的最小公倍数(LCM)和最大公因数(GCF)。使用下面的互动计算器来验证您的答案:

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A — 求两个数的最小公倍数(LCM)

方法 1:
示例 1: 通过列举倍数求 6 和 4 的 LCM。
找出 6 和 4 的前几个倍数:
6: 6 , 12 , 18 , 24 , 30 ,...
4: 4 , 8 , 12 , 16 , 20 ,...
6 和 4 的最小公倍数是 12. 因此,6 和 4 的 LCM 是 12。
注意:此方法最适用于较小的数字。


方法 2:
使用质因数分解法求 LCM。质因数分解使用质数(2, 3, 5, 7, 11, ...)来分解整数。
质因数分解示例:
\(4 = 2 \times 2\)
\(14 = 2 \times 7\)
\(16 = 2 \times 2 \times 2 \times 2\)
\(20 = 2 \times 2 \times 5\)

示例 2: 使用质因数分解法求 6 和 4 的 LCM。
找出每个数的质因数分解:
\(6 = 2 \times 3\)
\(4 = 2 \times 2\)
将因式分解的形式相乘:
\(6 \times 4 = (\underline{2} \times 3) \times (\underline{2} \times 2)\)
由于因数 \(\underline{2}\) 被计算了两次,从其中一项中将其移除以得到最小公倍数:
\(\text{LCM} = 3 \times (2 \times 2) = 12\)。


示例 3: 使用质因数分解法求 20 和 24 的 LCM。
\(20 = 2 \times 2 \times 5\)
\(24 = 2 \times 2 \times 2 \times 3\)
因式分解形式下的乘积为 \((\underline{2} \times \underline{2} \times 5) \times (\underline{2} \times \underline{2} \times 2 \times 3)\)。
从其中一项中移除重复因数 \(\underline{2} \times \underline{2}\) 得到:
\(\text{LCM} = (5) \times (2 \times 2 \times 2 \times 3) = 120\)。


示例 4: 使用质因数分解法求 1240 和 5300 的 LCM。
\(1240 = \underline{2} \times \underline{2} \times 2 \times \underline{5} \times 31\)
\(5300 = \underline{2} \times \underline{2} \times \underline{5} \times 5 \times 53\)
从其中一项中移除重复因数 \(\underline{2} \times \underline{2} \times \underline{5}\) 得到:
\(\text{LCM} = (2 \times 31) \times (\underline{2} \times \underline{2} \times \underline{5} \times 5 \times 53) = 328,600\)。


B — 求两个数的最大公因数(GCF)

示例 5: 使用质因数分解法求 6 和 4 的 GCF。
\(6 = 2 \times 3\)
\(4 = 2 \times 2\)
数字 2 是 6 和 4 共同拥有的最大公因数。因此,\(\text{GCF} = 2\)。

示例 6: 使用质因数分解法求 20 和 24 的 GCF。
\(20 = \underline{2} \times \underline{2} \times 5\)
\(24 = \underline{2} \times \underline{2} \times 2 \times 3\)
GCF 是所有公共因数的乘积:\(\underline{2} \times \underline{2} = 4\)。


示例 7: 使用质因数分解法求 1240 和 5300 的 GCF。
\(1240 = \underline{2} \times \underline{2} \times 2 \times \underline{5} \times 31\)
\(5300 = \underline{2} \times \underline{2} \times \underline{5} \times 5 \times 53\)
GCF 为 \(\underline{2} \times \underline{2} \times \underline{5} = 20\)。


C — 两个数的 LCM 与 GCF 之间的关系

下表说明了任意两个整数的乘积等于它们的 LCM 与 GCF 的乘积。

\((m , n)\) \(\text{LCM}(m,n)\) \(\text{GCF}(m,n)\) \(\text{LCM}(m,n) \times \text{GCF}(m,n)\) \(m \times n\)
\((4 , 6)\) 12 2 \(12 \times 2 = 24\) \(4 \times 6 = 24\)
\((20 , 24)\) 120 4 \(120 \times 4 = 480\) \(20 \times 24 = 480\)

核心性质:对于任意两个整数 \(m\) 和 \(n\):

\(m \times n = \text{LCM}(m,n) \times \text{GCF}(m,n)\)


题目与分步解答

求每一对数字的 LCM 和 GCF,并验证它们的乘积是否等于其 LCM 和 GCF 的乘积。

  1. 问题 A: 21 和 14

    查看分步解答

    解析:

    • 质因数分解: \(21 = 3 \times 7\) 且 \(14 = 2 \times 7\)。
    • 最大公因数(GCF): 公共因数是 7。因此,\(\text{GCF} = 7\)。
    • 最小公倍数(LCM): \(2 \times 3 \times 7 = 42\)。因此,\(\text{LCM} = 42\)。
    • 验证: \(\text{GCF} \times \text{LCM} = 7 \times 42 = 294\) 且 \(21 \times 14 = 294\)。

    答案: \(\text{GCF} = 7\),\(\text{LCM} = 42\)

  2. 问题 B: 45 和 55

    查看分步解答

    解析:

    • 质因数分解: \(45 = 3^2 \times 5\) 且 \(55 = 5 \times 11\)。
    • 最大公因数(GCF): 公共因数是 5。因此,\(\text{GCF} = 5\)。
    • 最小公倍数(LCM): \(3^2 \times 5 \times 11 = 9 \times 5 \times 11 = 495\)。因此,\(\text{LCM} = 495\)。
    • 验证: \(\text{GCF} \times \text{LCM} = 5 \times 495 = 2475\) 且 \(45 \times 55 = 2475\)。

    答案: \(\text{GCF} = 5\),\(\text{LCM} = 495\)

  3. 问题 C: 120 和 248

    查看分步解答

    解析:

    • 质因数分解: \(120 = 2^3 \times 3 \times 5\) 且 \(248 = 2^3 \times 31\)。
    • 最大公因数(GCF): 公共因数是 \(2^3 = 8\)。因此,\(\text{GCF} = 8\)。
    • 最小公倍数(LCM): \(2^3 \times 3 \times 5 \times 31 = 3720\)。因此,\(\text{LCM} = 3720\)。
    • 验证: \(\text{GCF} \times \text{LCM} = 8 \times 3720 = 29760\) 且 \(120 \times 248 = 29760\)。

    答案: \(\text{GCF} = 8\),\(\text{LCM} = 3720\)


更多参考与链接