當當當,我又來了。
我猜,沒有人喜歡教學數學的系列吧。畢竟,數學是很令人頭疼的呢,哪有言情好,你說對不對?
可是,這是本喬的堅持,就像是……一種執念,就像……周瑜對孫策的兄弟情誼。
又或者說,數學是我的青春,陪我走過了二十個春夏秋冬……
那么,開始昨天的題。
我和公瑾面對面的時候,我們需要走的路不是7米,而是7-a。
其中,a是公瑾的身體寬度。
然后,我追他的時候,我要比他多走7+a米。
如果我的速度是t米每秒,公瑾的速度就是0.7t。
那,式子出來了。
7-a=2(t+0.7t)
7+a=12(t-0.7t)
化簡后,就是7-a=3.4t;
以及7+a=3.6t。
合并,t=2,所以我的速度是2米每秒,公瑾是1.4米每秒。
你問我為什么不求出a?
題目沒有讓我求出a啊。
好的,那么,解決了題目,讓我們進入今天的主題。
公因數。
“這,是不是太簡單了?”
周瑜你是從哪里冒出來的?
咳咳咳,簡單嗎?
“我看我就是6,除本身的所有公約數的和,還是6。”
你什么意思?
“什么意思?這就是數學家的定義,所有的真因子的和,恰好等于它本身的數就是完美數。”
周公瑾你!(一陣聲音)
好了,我把他趕走了。不過,這就是傳說中6的意義嗎?
那為什么不是28?
還有我496和8128。
回到正題,我們講講公因數。
什么是公因數?比如,任意數字m的公因數指的就是,可以被m整除的所有數字,包括1。
0沒有因子,因為它除以任何數都是0。
1只有一個因子,那就是1。
除1以外的素數,它的公因數都有兩個因子,1和它本身。
合數的因子就復雜很多了,我們該怎么求,才保證沒有遺漏呢?
來,上圖,國服你……
暖夕和七偶對不起,我這就撤回。來,上干貨。
首先,我們需要把這個數分解成素數的乘積。為了計算方便,我們將相同的素數寫成冪的形式。
舉個唐朝板栗。
1197504,這個數字足夠大了對吧?
計算過程我就不多說了,無非就是除2除到除不盡后除3……
最后,我們發現,這個數字,就是2的6次方,3的5次方,7的1次方和11的一次方。
好了,它的公因數就從這里開始組合了。首先,1、2、3、7、11沒得說,肯定是了。
好的,我們抽兩個數字,兩個2,兩個3,一個2一個3,沒什么好說的。
2和7,2和11,3和7,3和11也沒什么爭議,就是別忘了7和11。
接下來是3個數,我們從兩個2開始,第三個有4種情況。
然后我們從2和3開始,這次不能再選2了,否則重復。那么,就是3種情況。
2和7沒什么好說的,只剩下11了。
最后我們看看沒有2的情況。
然后是4個數,5個數,就這樣選下去,我們就可以求出它的全部公因數了。這里我就偷個懶,不求了。
我們只需要掌握一個思路,沒必要求那么多。而且,超過4位數求公因數,我們可以直接找程序猿。
他可以寫代碼計算。
咳咳,言歸正傳。
說到公因數,我們總會有一個概念,最大公因數。
當然,還有最小公倍數。
如果只有兩個數,m和n,設它們的的最大公因數是c,最小公倍數是d,我們可以得到m×n=c×d。
既然如此,那么,我們可不可以推理得,三個數xyz存在類似關系呢?答案當然是不行。
比如6、10、15,它們的最大公因數是多少?只有1對不對?
可是它們的最小公倍數是多少呢?30。
因此,這種算法是不成立的。
那么x,y和z有什么關系呢?
正確的關系是,x和y的最大公因數a1,x和z的最大公因數a2,z和y的最大公因數a3以及它們的最小公倍數c的積a1a2a3c=xyzm,其中m是xyz的最大公因數。
因為有x的存在,因此我用了點乘并且省略了乘號。
怎么證明?首先,根據x,y,z的特點,我們可以假設x=a1a2k1,y=a1a3k2,z=a2a3k3。
其中,k1,k2,k3并不一定是整數。而且就算是整數也是最大公因數不大于m的整數。
它們的任務就是,哪怕a2和a3的最大公因數不是1,它們也會把這個數消除掉。
那么,當c=a1a2a3k1k2k3m時,c就是xyz的最小公倍數。
首先,a1a2a3互質的情況下,剛才的理論絕對正確,此時m=1。
那么,a1a2a3不是兩兩互質的情況呢?假設a1a2的最大公因數是f1,那么也無關緊要。
f1必須是m的倍數(包括一倍),而且k2和k3的分母上都要有f1。否則a1,a2的存在,會讓x與yz中的至少一個最小公倍數多一個f1。
同理,k1k3的分母必須都要有f2,k1k2的分母必須都要有f3。
好的,那么根據m是xyz的推論,f1f2f3的最大公因數就是m。
因此,當這樣處理以后,我們可以得出結論了,首先c是整數不用考慮了。
其次c≥x因為a3m=f12f2f3。(自己證明吧,我承認我不會證。或者說,等我想起來怎么證補上吧。)
因此,我們最終證明完畢。
同理可以得到,c是y和z的整數倍(包括一倍。)
那么之前的結論成立。
即x和y的最大公因數a1,x和z的最大公因數a2,z和y的最大公因數a3以及它們的最小公倍數c的積a1a2a3c=xyzm,其中m是xyz的最大公因數。
當未知數擴大到4個的時候呢?
設x和y的最大公因數a1,x和z的最大公因數a2,x和w的最大公因數a3……以及它們的最小公倍數c和最大公因數n的積a1a2a3a4a5a6cn=xyzwm1m2m3m4,其中m1,m2,m3,m4是xyz,xyw,xzw,yzw的最大公因數。
這不快樂!我拒絕!再見!
“哎?小喬腫么肘了?”(鼻青臉腫的周瑜出現)
“好的,確實公因數和公倍數沒有多少可以講的。那么,接下來我來講吧。”
“首先是親和數。比如220和284,220的所有真因子的和是284,反之亦然。”
“因此,它們可以說是,數學界的情侶。”
“其次,1945330728960,2324196638720,2615631953920,金蘭數。”
“第一個數的真因子和等于第二個,第二個數的真因子和等于第三個,第三個數的真因子和等于第一個,就像金蘭結義一般。”
“好吧,我講得一點都沒有意思,怎么辦?要不,我燒一道赤壁怎么樣?”
“算了,今天就這樣吧,至于題目,我就不出了,那么,明天見吧。”
“對了,生活百般滋味,人生需要笑對。那么今天就到這里了,我是周瑜,請大家多多鼓勵我。”
“哈撒gi!”