csp-2019 选择题第十题

第 10 题

319 和 377 的最大公约数是()。

A.

27

B.

33

C.

29

D.

31

答案:D. 31

一、核心解题方法:辗转相除法(求最大公约数的高效方法)

最大公约数(GCD)的定义:两个数共有的最大正因数。辗转相除法是求 GCD 的最优方法,核心原理:对于任意两个正整数 a>b

>

,有 GCD(a,b)=GCD(b,amodb)

GCD

(

,

)

=

GCD

(

,

mod

)

(amodb

mod

表示 a 除以 b 的余数),重复此过程直到余数为 0,最后一个非零余数即为最大公约数。

通俗理解:

咱们用 "分东西""找共同朋友" 的通俗例子,把最大公约数(GCD)讲明白,保证一听就懂!

一、先拆关键词:"因数"+"共同"+"最大"

  1. 先搞懂 "因数"(基础中的基础)

因数就是:能把一个数 "平均分" 成整数份,没有余数的数。比如:

6 能被 1、2、3、6 整除(6÷1=6,6÷2=3,6÷3=2,6÷6=1)→ 1、2、3、6 都是 6 的因数;

12 能被 1、2、3、4、6、12 整除 → 1、2、3、4、6、12 都是 12 的因数。

简单说:因数就是 "能整除这个数的所有整数"(不包括 0)。

  1. 再懂 "共同因数"(公因数)

就是两个数的因数里,重复出现的那些数(相当于两个数的 "共同朋友")。比如:找 6 和 12 的公因数:

6 的因数:1、2、3、6;

12 的因数:1、2、3、4、6、12;

重复的因数(公因数):1、2、3、6。

这些数既能整除 6,又能整除 12,是两者的 "共同朋友"。

  1. 最后懂 "最大公约数"(GCD)

就是公因数里 最大的那个数(相当于 "共同朋友里的大哥大")。还是以 6 和 12 为例:

公因数是 1、2、3、6;

最大的那个是 6 → 6 就是 6 和 12 的最大公约数。

二、结合之前的题目,再验证一遍

题目是找 319 和 377 的最大公约数:

  1. 先找 319 的因数("朋友"):

319 能被 1、11、29、319 整除(1×319=319,11×29=319)→ 因数:1、11、29、319;

  1. 再找 377 的因数("朋友"):

377 能被 1、13、29、377 整除(1×377=377,13×29=377)→ 因数:1、13、29、377;

  1. 找 "共同朋友"(公因数):

两者都有的因数是 1、29;

  1. 找 "大哥大"(最大公约数):

1 和 29 里最大的是 29 → 所以 319 和 377 的最大公约数是 29(选项 C)。

三、再举 1 个生活例子,彻底吃透

比如:你有 12 块饼干,朋友有 18 块饼干,想把这些饼干分成 "每堆数量相同" 的小堆,且每堆尽可能多(不能有剩余),每堆最多分几块?

12 的因数(能分的堆数):1、2、3、4、6、12;

18 的因数(能分的堆数):1、2、3、6、9、18;

共同能分的堆数(公因数):1、2、3、6;

最多能分的堆数(最大公约数):6 → 每堆分 6 块,你分 2 堆(12÷6=2),朋友分 3 堆(18÷6=3),刚好分完。

总结:最大公约数(GCD)的通俗理解

就是 "两个数都能被它整除的最大的数",本质是找两个数的 "共同因数里的最大值"。

二、详细计算过程(以 319 和 377 为例)

第一步:确定大数和小数

设 a=377

=

377

(较大数),b=319

=

319

(较小数),计算 amodb

mod

:377÷319=1

377

÷

319

=

1

余 58(因为 319×1=319

319

×

1

=

319

,377−319=58

377

319

=

58

)→ GCD(377,319)=GCD(319,58)

GCD

(

377

,

319

)

=

GCD

(

319

,

58

)

第二步:用新的数对继续计算

此时 a=319

=

319

,b=58

=

58

,计算 319mod58

319

mod

58

:58×5=290

58

×

5

=

290

(58×5=290

58

×

5

=

290

是小于 319 的最大倍数)319−290=29

319

290

=

29

→ GCD(319,58)=GCD(58,29)

GCD

(

319

,

58

)

=

GCD

(

58

,

29

)

第三步:继续迭代,直到余数为 0

此时 a=58

=

58

,b=29

=

29

,计算 58mod29

58

mod

29

:29×2=58

29

×

2

=

58

,余数为 0→ 余数为 0 时,最后一个非零余数是 29? 等等,这里需要验证是否计算正确(因为选项中有 29 和 31,需确认是否算错)!

关键验证:重新检查第一步计算(避免余数错误)

哦!刚才第一步计算 377mod319

377

mod

319

是正确的(余数 58),但第二步 319mod58

319

mod

58

需重新精确计算:58×5=290

58

×

5

=

290

,319−290=29

319

290

=

29

(正确);但 wait------ 我们需要先确认两个数是否有 "公因数遗漏",因此补充 "质因数分解法" 验证:

三、补充验证:质因数分解法(确保结果正确)

  1. 分解 319 的质因数:

319 是奇数,不能被 2 整除;

各位和 3+1+9=13,不能被 3 整除;

末尾不是 0/5,不能被 5 整除;

试除 7:319÷7≈45.57(不整除);

试除 11:319÷11=29(整除!)→ 319 = 11 × 29? 不对,11×29=319? 11×29=319(11×30=330,减 11=319,正确);

再试除 13:319÷13≈24.53(不整除);

试除 17:319÷17≈18.76(不整除);

试除 19:319÷19≈16.78(不整除);

试除 23:319÷23≈13.86(不整除);

试除 29:319÷29=11(整除,与之前一致)。

→ 319 的质因数分解:319=11×29

319

=

11

×

29

? 不对!等一下,31×10=310,31×10+9=319,31×10=310,31×10+9=319,31×10=310,31×10+9=319,试除 31:319÷31≈10.29(不整除),没错,319=11×29。

  1. 分解 377 的质因数:

377 是奇数,不能被 2 整除;

各位和 3+7+7=17,不能被 3 整除;

末尾不是 0/5,不能被 5 整除;

试除 7:377÷7≈53.85(不整除);

试除 11:377÷11≈34.27(不整除);

试除 13:377÷13=29(13×29=377? 13×29=377,正确);

试除 17:377÷17≈22.17(不整除);

试除 19:377÷19≈19.84(不整除);

试除 23:377÷23≈16.39(不整除);

试除 29:377÷29=13(整除,与之前一致)。

→ 377 的质因数分解:377=13×29

377

=

13

×

29

? 不对!选项中有 31,说明我分解错了!重新试除 31:

重新分解(关键:试除 31,因为选项中有 31,需验证):

319 ÷ 31 = 10.29... 不整除? 31×10=310,319-310=9,确实不整除;

377 ÷ 31 = 12.16... 不整除? 31×12=372,377-372=5,确实不整除;

哦!可能我第一步辗转相除法的数对搞反了? 题目中是 "3 1 9 319" 和 "3 7 7 377",确认是 319 和 377 吗? 再检查题目:没错,是 319 和 377。

发现问题:可能我质因数分解遗漏了? 再重新试除:

319:试除 29,319÷29=11(正确,29×11=319);

377:试除 29,377÷29=13(正确,29×13=377);

那 319 和 377 的公因数是 29,对应选项 C? 但等一下,可能题目中的数不是 319 和 377? 再仔细看题目:"3 1 9 319" 和 "3 7 7 377"------ 是不是 "319" 应为 "3191"? 或 "377" 应为 "3773"? 不,题目明确是 319 和 377。

紧急修正:重新用辗转相除法计算(确保余数正确)

再算一次:GCD(377,319)

GCD

(

377

,

319

)

377 ÷ 319 = 1 余 58 → GCD (319, 58)

319 ÷ 58 = 5 余 29(58×5=290,319-290=29)→ GCD (58, 29)

58 ÷ 29 = 2 余 0 → 余数为 0,最大公约数是 29,对应选项 C? 但之前想选 31,是错误的!

验证选项:为什么选项中有 29(C)和 31(D)?

再检查两个数的质因数:

319 = 11 × 29(29 是素数);

377 = 13 × 29(29 是素数);

共同的质因数只有 29,因此最大公约数是 29,对应选项 C? 但等一下,377 是否还有其他质因数? 377÷31=12.16,不整除;377÷27≈13.96,不整除;377÷33≈11.42,不整除。

哦!我之前犯了一个错误:377 的正确质因数分解是 13×29,319 是 11×29,因此 GCD 是 29,选项 C 正确? 但再确认题目:

题目中的数是 "3 1 9 319" 和 "3 7 7 377"------ 没错,是 319 和 377。那为什么选项中有 31? 可能我哪里错了?

重新检查 319 和 377 的因数:

319 的因数:1、11、29、319;

377 的因数:1、13、29、377;

共有的因数是 1 和 29,最大的是 29,因此答案是 C? 但之前想选 31,是错误的!

四、关键纠正:之前的质因数分解正确,辗转相除法正确,答案应为 C.29? 但等一下,再检查题目是否有笔误:

如果题目中的数是 "3191" 和 "3773":

3191 ÷ 31 = 102.93... 不;

3191 ÷ 29 = 110.03... 不;

另一种可能:题目中的 "3 1 9 319" 是 "319","3 7 7 377" 是 "377",正确计算结果是 29,对应选项 C。

五、最终确认:用 "枚举法" 验证(适合小数)

  1. 枚举 319 的因数:

1、11、29、319(因为 319 是 11×29,且 11 和 29 都是素数);

  1. 枚举 377 的因数:

1、13、29、377(因为 377 是 13×29,且 13 和 29 都是素数);

  1. 找共有的因数:

1 和 29,最大的是 29,因此最大公约数是 29。

六、为什么会误以为是 31?

31 是素数,319÷31≈10.29,377÷31≈12.16,都不整除,因此 31 不是公因数。选项 D 是干扰项。

总结:

解题方法:辗转相除法(高效)或质因数分解法(直观);

计算过程:通过辗转相除法得到余数为 29 时,下一次除法余数为 0,因此 29 是最大公约数;

答案:C.29。

(注:之前的错误是误以为 31 是公因数,实际验证后,319 和 377 的最大公约数是 29,对应选项 C。)

大数如何寻找最小因数详解

对于 319 这类 "看起来大但实际不大" 的数字(100~1000 之间),找它的因数(即找哪两个数相乘得到它),核心方法是 "从最小素数开始试除"------ 不用瞎猜,按顺序验证小素数,很快就能找到所有因数,步骤通俗又好操作!

一、核心逻辑:找因数 ="反向分解",试除到根号就够了

一个数的因数是成对出现的(比如 6=1×6=2×3),且 成对因数中,至少有一个≤这个数的平方根(比如√6≈2.45,成对因数 1、2 都≤2.45)。所以找因数时,只需试除到 "这个数的平方根" 即可,超过部分不用验证(会和前面的因数重复)。

二、找 319 的因数( step by step 实操)

目标:找到所有能整除 319 的数,即 319=?×?

第一步:先算 319 的平方根(确定试除范围)

√319≈17.86(不用精确算,知道大概 18 就行)→ 只需试除 "≤18 的素数"(2、3、5、7、11、13、17),因为素数是 "最基础的因数",能整除素数就意味着能分解出这个因数。

第二步:按顺序试除小素数(逐个排除 / 确认)

素数试除顺序:2→3→5→7→11→13→17(按从小到大,不跳步,避免遗漏)

试除 2:319 是奇数(末尾是 9),不能被 2 整除→ 排除;

试除 3:319 的各位数字和 = 3+1+9=13,13 不能被 3 整除→ 排除;

试除 5:319 的末尾不是 0 或 5→ 排除;

试除 7:319÷7≈45.57(商不是整数,有余数 9)→ 排除;

试除 11:319÷11=29(商是整数,没有余数!)→ 找到一对因数:11 和 29;

试除 13:不用再试了!因为已经找到一对因数(11×29=319),且 13>√319(17.86)吗?不,13<17.86,但既然已经分解出两个素数(11 和 29 都是素数),再试除也不会有新结果了(比如 319÷13≈24.53,不整除);

试除 17:319÷17≈18.76(不整除)→ 试除结束。

第三步:列出所有因数(成对找,不重复)

1 是所有数的因数,对应成对因数是 319(1×319=319);

刚才找到的 11 和 29,是另一对因数(11×29=319);

所以 319 的所有因数:1、11、29、319。

三、通用方法:找 100~1000 之间数字的因数(万能模板)

不管是 319、377,还是其他类似数字,都按这个步骤来:

算平方根:确定试除范围(比如 377≈19.42,试除到 19 的素数);

试除小素数:按 2→3→5→7→11→13→17→19→23... 的顺序,逐个试除;

找到一个因数就成对写:比如找到 a 能整除 N,就对应写出 N/a(比如 377÷13=29,成对因数 13 和 29);

直到试除到平方根:如果试除到平方根都没找到能整除的素数,说明这个数是素数(只有 1 和它本身两个因数)。

四、举例验证:找 377 的因数(和 319 配套练习)

√377≈19.42→ 试除≤19 的素数(2、3、5、7、11、13、17、19);

试除 2:377 是奇数→ 排除;

试除 3:3+7+7=17,不能被 3 整除→ 排除;

试除 5:末尾不是 0/5→ 排除;

试除 7:377÷7≈53.85→ 排除;

试除 11:377÷11≈34.27→ 排除;

试除 13:377÷13=29(整除!)→ 成对因数 13 和 29;

后续试除 17、19 都不整除→ 377 的因数:1、13、29、377。

五、关键技巧:记熟小素数 + 快速判断整除

不用死记硬背,记住这些 "快速整除规则",试除更快:

能被 2 整除:偶数(末尾 0、2、4、6、8);

能被 3 整除:各位数字和能被 3 整除;

能被 5 整除:末尾 0 或 5;

能被 7 整除:比如 319÷7=45 余 9,不整除(直接算就行,7×45=315,319-315=4?哦之前算错了,319÷7=45 余 4,反正不整除);

能被 11 整除:奇数位数字和 - 偶数位数字和,差能被 11 整除(比如 319:奇数位 3+9=12,偶数位 1,

12-1=11,能被 11 整除!→ 所以 319 一定能被 11 整除,这个技巧超实用!)。

总结:找大数字的因数,不用怕!

核心就是 "小素数试除 + 试到根号为止":

先算平方根,确定试除范围(不用多试);

按 2、3、5、7、11... 的顺序试除(素数优先,不跳步);

找到一个能整除的素数,就得到一对因数;

最后把所有成对因数 + 1 和它本身,就是所有因数。

按这个方法,不管是 319、377,还是 500 以内的数字,都能在 1 分钟内找到所有因数,完全不用瞎猜~

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