公倍數(shù)(common multiple),初等數(shù)論的基本概念之一,是兩個及兩個以上的非零整數(shù)的共同的倍數(shù),其定義為:設(shè)a1,a2,...,an是n個不等于零的整數(shù),如果a1|m,a2|m,a3|m,...,an|m,那么m叫做a1,a2,...,an的公倍數(shù)。
與公倍數(shù)相關(guān)的概念是公約數(shù)。在公倍數(shù)集合上取最小可衍生得到最小公倍數(shù)的概念。它具有一些基本性質(zhì),如公倍數(shù)一定是最小公倍數(shù)的倍數(shù)。最小公倍數(shù)可通過分解質(zhì)因數(shù)等方法進(jìn)行求解。
公倍數(shù)在現(xiàn)實生活中具有廣泛的應(yīng)用價值,如在工程學(xué)中,公倍數(shù)規(guī)律可用來設(shè)計互聯(lián)互通的不同交路方案,保證行車間隔的均勻性。
定義
定義:一般地,設(shè)是個均不等于零的整數(shù)。如果,那么叫做的公倍數(shù)。此外,以記的所有公倍數(shù)組成的集合。當(dāng)時,就是的所有倍數(shù)組成的集合。
例如,,集合是和的公倍數(shù)集合。 比如說:12和15,它們的公倍數(shù)是60,120,180,等等。在這些公倍數(shù)中最小的那一個就叫最小公倍數(shù),就是60。
相關(guān)概念
公因數(shù)
定義:如果是整數(shù),且和都是正整數(shù),若,那么叫做的公因數(shù)。
公因數(shù)中的最大的那一個數(shù)叫做的最大公因數(shù),最大公因數(shù)是其他公因數(shù)的倍數(shù)。如果是的最大公因數(shù),記為。
衍生概念
最小公倍數(shù)
定義
一般地,設(shè)整數(shù)均不等于零,把的正的公倍數(shù)中的最小的稱為的最小公倍數(shù),記做。
性質(zhì)
1.如果是個不等于零的整數(shù),則。
2.公倍數(shù)一定是最小公倍數(shù)的倍數(shù)。
3.的充要條件是。
推論:設(shè)是非零整數(shù),是的一個公約數(shù),且,則
(1)。
(2)。
該推論表明,在求最小公倍數(shù)時,可把任何正的公因數(shù)提出來。
4.兩個數(shù)的最小公倍數(shù)乘以它們的最大公因數(shù)就等于這兩個數(shù)的乘積的絕對值,即。
推論:若是正整數(shù),則。
5.在一組正整數(shù)中,若最大的那個正整數(shù)恰是其余各數(shù)的倍數(shù),則該數(shù)即為這組數(shù)的最小公倍數(shù);
求解
方法1:如果想求幾個正整數(shù)的最小公倍數(shù),可先將它們分別分解質(zhì)因數(shù),并且寫成乘方形式,在它們的公有因數(shù)里取指數(shù)最大的冪,而不同的因數(shù)則都取來相乘。
例1 求45、30和15的最小公倍數(shù)。
解:對三個數(shù)分解質(zhì)因數(shù)可得45=32×5,30=2×3×5,15=3×5。在公有因數(shù)里取指數(shù)最大的冪(32、51),不同的因數(shù)取21,則有最小公倍數(shù)=21×32×51=90。
答:45、30和15的最小公倍數(shù)為90。
方法2:由最小公倍數(shù)與最大公因數(shù)的關(guān)系,即來求解。
例2 求和的最小公倍數(shù)。
解:先由輾轉(zhuǎn)相除法求出和的最大公因數(shù),即
,
,
,
,
,
。
所以。
于是有。
答:和的最小公倍數(shù)為。
應(yīng)用
化學(xué)
在化學(xué)中,已知化合物中某元素的質(zhì)量求分子式的問題可應(yīng)用公倍數(shù)法進(jìn)行求解。例如,已知某金屬M(fèi)能形成兩種氧化物,取一定質(zhì)量的兩種氧化物分別與一氧化碳反應(yīng),得到的金屬M(fèi)質(zhì)量一樣,且其中一種氧化物的分子式已知。若要求解另外一種氧化物的分子式,可先把所有分子式中M的右下標(biāo)放大為下標(biāo)數(shù)的公倍數(shù),那么由反應(yīng)前后的質(zhì)量差與分子式中氧的含量關(guān)系,即可求得兩種氧化物的氧元素之比,從而求得另一種氧化物的可能分子式,最后與所有分子式進(jìn)行化簡對比,即可求得。
工程學(xué)
互聯(lián)互通是城市軌道交通的發(fā)展趨勢之一,在設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)互聯(lián)互通的基礎(chǔ)上,可通過研究列車運(yùn)營組織的互聯(lián)互通,應(yīng)用互聯(lián)互通交路行車間隔為跨線前線路、跨線后線路行車間隔公倍數(shù)的整數(shù)倍的關(guān)系,即公倍數(shù)規(guī)律來設(shè)計互聯(lián)互通不同交路方案行車間隔關(guān)系,保證行車間隔的均勻性。
參考資料 >