Как найти наибольший общий делитель для двух чисел

При решении задач по математике в начальных классах иногда требуется найти наибольший общий делитель, или сокращенно — НОД. Однако не все учащиеся знают правильный алгоритм этой операции, а также путают ее с НОК (наименьшим общим кратным). Чтобы не совершать таких ошибок, специалисты-математики разработали универсальные алгоритмы отличия и нахождения искомых значений.

Оглавление:

• Признаки делимости
• Разложение на простые элементы
• Нахождение НОД
• Определение НОК

При решении задач по математике в начальных классах иногда требуется найти наибольший общий делитель, или сокращенно — НОД. Однако не все учащиеся знают правильный алгоритм этой операции, а также путают ее с НОК (наименьшим общим кратным). Чтобы не совершать таких ошибок, специалисты-математики разработали универсальные алгоритмы отличия и нахождения искомых значений.

Общие сведения

Специалисты перед обучением рекомендуют составить список базовых знаний, необходимых для нахождения наибольшего общего делителя и наименьшего общего кратного. Он состоит из таких элементов:

1. Определения величин.
2. Признаки делимости чисел.
3. Разложение на простые элементы или множители.
4. Алгоритмы или методики нахождения.

НОД — максимальное значение величины, на которую делятся 2 или большее количество чисел. НОК — параметр, характеризующий наименьшее общее делимое. Чтобы понять разницу между этими терминами, нужно разобрать операцию деления двух чисел.

Первый элемент — делимое, т. е. оно делится на определенный элемент (делитель). Результатом является частное. Математики называют последнее частным двух или более значений. Далее нужно разобрать признаки делимости.

Признаки делимости

В математике существуют 2 понятия: цифры и числа. Главное отличие — при комбинации цифр получаются числа. Кроме того, каждое значение состоит из разрядов (единиц, десятков, сотен, тысяч). Последние читаются слева направо, т. е. 657 состоит из единиц (7), десятков (5) и сотен (6). Если объединить их, получится искомая величина. Операция имеет такой вид: 7+50+600=657.

Признаками делимости называются критерии, на основании которых число можно разделить на искомое значение без остатка. К ним относятся следующие правила:

1. R (любое действительное число).
2. Последняя цифра — четная, т. е. 24/2 — делится, т. к. 4 — четное.
3. Сумма цифр, составляющих число, возможно разделить на 3. Пример: 36/3={3+6=9/3=9}=12.
4. Последние 2 цифры можно разделить на 4, т. е. 844/4={44/4=11}=211.
5. Последний разряд эквивалентен одному из двух значений (0 или 5), 810/5={0}=162.
6. Для числа 6 одновременно выполняются второй и третий пункт. Пример: 96/6={6-четное} и {9+6=15/3=15}=16.
7. 7: расчет по формуле [a*b*c*d+e]/7, где e — разряд единиц, а все остальные (слева направо) — десятки, сотни, тысячи и десятки тысяч. Правило справедливо и для величин с разным количеством разрядов. Пример: 861/7={(8*6+1)/7=49/7=7}=123.
8. Деление на 8 осуществляется по второму и четвертому признакам одновременно, т. е. 184/8={4 — четное} и {84/4=21}=23.
9. Сумму разрядов можно разделить на 9. Пример: 108/9={1+0+8=9/9=1}=12.
10. Последняя цифра эквивалентна 0, т. е. 140/10={0}=14.
11. 2 разряда равны между собой (11, 22, 33 и т. д. ) или величина, образованная разрядами сотен и десятков без единиц, делится на 11 (121={(12−1)/11=1}).

Однако признаков делимости недостаточно для перехода к соответствующим алгоритмам. Следующий этап — разложение числа на простые элементы натурального типа.

Разложение на простые элементы

Простые множители — числа, которые делятся только на единицу или на эквивалентную величину, т. е. 7/1 и 7/7. Разложение величины на простые элементы — найти совокупность чисел, произведение которых и будет составлять искомое значение. Например, 30=3*5*2. Для выполнения этой операции математики разработали специальный алгоритм:

1. Написать значение.
2. Определить по признакам делимости первый множитель.
3. Выполнить операцию деления.
4. Подобрать второй множитель для величины, полученной в 3 пункте.
5. Реализовать пункты со 2 по 4 включительно.

Однако для понимания принципа работы алгоритма, нужно выполнить разложение на простые значения на практике. Например, для 176 реализация методики имеет следующий вид:

1. 176.
2. 2: 176/2=88.
3. 11: 88/11=8.
4. 2: 8/2=4.
5. 2: 4/2=2.
6. 2: 2/2=1.

Следовательно, 176=2*11*2*2*2. Однако результат можно записать в более упорядоченной форме: 176=11*2*2*2*2*2. Далее следует перейти к алгоритмам, посредством которых можно вычислить НОК и НОД.

Нахождение НОД

Найти НОД двух чисел можно следующими способами: разложением на простые множители или посредством алгоритма Евклида. Первый имеет такой вид:

1. Раскладываются первое и второе значения на простые множители.
2. Выбираются общие множители и перемножаются между собой.

Для реализации методики на практике нужно разобрать нахождение НОД 86 и 92. Она имеет такой вид:

1. 92: 92/2=46/2=23, т. е. 92=23*2*2.
2. 86: 86/2=43*2.
3. НОД: 2.

Наиболее простой является методика Евклида для нахождения НОД. Она позволяет быстро найти искомое значение и имеет такой вид:

1. Разделить большее значение на меньшее (записать отдельно целую часть и остаток).
2. Если есть остаток, искомое большое число нужно на него разделить.
3. Выполнять пункты алгоритма, пока остаток не будет равным 0. Результат — это и есть НОД.

Чтобы понять смысл, нужно применить ее к числам 92 и 86. Это выглядит следующим образом:

1. 92/86=1{6}.
2. 86/6=14{2}.
3. 14/2=7{0}.
4. НОД=2, т. к. в третьем пункте нет остатка от деления.

Далее нужно рассмотреть методику нахождения НОК, чтобы окончательно понять отличие от НОД.

Определение НОК

НОК находится также посредством разложения на множители, но алгоритм существенно отличается от НОД. Он имеет следующий вид:

1. Разложить величины на множители.
2. Взять наименьшее и дополнить его недостающими элементами.
3. Вычислить искомое значение НОК.

Чтобы понять принцип работы алгоритма, его нужно реализовать на практике. Для числовых значений 18 и 12 он имеет такой вид:

1. 18=3*3*2.
2. 12=2*2*3.
3. НОК=12*3=36.

Следовательно, наименьшим общим кратным двух чисел является 36. Искомую величину нужно находить в алгебре для приведения обыкновенных дробей к общему знаменателю при выполнении арифметических операций сложения и вычитания. Следует отметить, что операцию можно выполнять не только для двух, но и для трех чисел. При этом алгоритм существенно усложняется.

Примеры решения

Одной из сложных задач является следующая: найти наибольший общий делитель чисел 32, 66 и 84. Для решения можно воспользоваться одним из способов. Оптимальным из них является разложение на множители:

1. 32=2*2*2*2*2.
2. 66=11*3*2.
3. 84=2*3*2*2*2*2.
4. НОД=2.

По методике Евклида решать не рекомендуется, т. к. это усложнит вычисления. Основной принцип физико-математических дисциплин — оптимизация расчетов, т. е. нужно искать способ с наименьшим количеством преобразований и расчетов.

В следующей задаче требуется осуществить поиск НОД для 66, 121, 77 и 110. В этом случае также рекомендуется разложить на простые множители все 4 числа. Поиск решения выполняется по такой методике:

1. 66=11*3*2.
2. 121=11*11.
3. 77=11*7.
4. 110=11*5*2.
5. НОД=11.

Если рассмотреть 2 этих примера, можно сделать вывод, что считать НОД довольно просто. Далее нужно найти НОК для 22 и 32. Это осуществляется по такой методике:

1. 22=11*2.
2. 32=8*4=2*2*2*2*2.
3. НОК=11*2*2*2*2*2=22*16=352.

Еще одним типом задачи является одновременное нахождение НОД и НОК для чисел 45, 85, 94 и 96. Решение имеет следующий вид:

1. 45=5*3*3.
2. 85=17*5.
3. 94=2*47.
4. 96=2*2*3*2*2*2.
5. НОД=1 (нет общих множителей, кроме единицы).
6. НОК=5*3*3*17*2*47*2*2*2*2*2=1150560.

В математике встречаются более сложные задачи. Одна из них имеет такую формулировку: НОД двух чисел эквивалентен 9, первое число равно 90 и больше второго. Необходимо найти второе ближайшее целое значение. Решается задание по такому алгоритму:

1. 90=9*10.
2. 81=9*9.
3. НОД=9.

Задача решается методом подбора, поскольку по условию ближайшая целая величина эквивалентна 81.

Таким образом, нахождение НОД является довольно простой операцией, если следовать алгоритму и иметь базовые знания.