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質因數分解計算機
短除法一步步除,最後整理成指數形式

輸入一個正整數,立刻用短除法把它逐次除以最小的質數,分解成一串質因數連乘,再整理成 360 = 2³×3²×5 這樣的指數形式。過程完整攤開,適合國中生對照課本檢查作業。

要分解哪個數?

什麼是質因數分解?

質因數分解,是把一個大於 1 的整數寫成幾個質數相乘的形式。質數是只有 1 和自己兩個因數的數,像 2、3、5、7、11 都是質數;而 4、6、8、9 這種還能再被拆開的叫合數。任何一個合數,都能被拆成質數的乘積,而且拆出來的質數組合是唯一的,這在數學上叫算術基本定理。這是台灣國中數學的基礎單元,後面學最大公因數、最小公倍數、約分通分,都要靠它。

舉例來說,360 這個數,可以一路拆成 2×2×2×3×3×5,也就是三個 2、兩個 3 和一個 5 相乘。把相同的質數用指數收起來,就寫成 。上面的計算機做的就是這件事:先用短除法把過程列出來,再幫你整理成指數形式。

短除法怎麼做?

短除法是課本最常教的分解方法,做法很直覺。把要分解的數寫在最上面,左邊畫一條直線,開始從最小的質數 2 試除。能整除就把商寫在下一行,繼續除;除到 2 除不盡了,換下一個質數 3,接著 5、7、11 這樣往上換。一直除到最後的商變成 1,或者剩下一個質數為止。左邊那一整排除數,由上到下就是全部的質因數。

換個角度看,這個計算機的做法是:從除數 2 開始試,只要能整除就一直除、一直記下這個除數,除不盡才把除數加大去試下一個。因為每次都先把小的質數除乾淨,剩下的自然不會再有小質數的倍數,所以試除時碰到的除數一定是質數,不會誤抓到合數。全程用整數運算,不會有小數誤差。

常見易錯點

範例詳解

例 1:分解 360

依序除以 2、2、2、3、3、5:。整理成指數形式就是 。這題同時有 2 的三次方和 3 的二次方,是練習指數的好例子。

例 2:分解 84

先除 2 得 42,再除 2 得 21,21 除不盡 2,換 3 得 7,7 是質數。所以 。只有 2 出現兩次要寫指數,3 和 7 各一次。

例 3:分解 97(本身就是質數)

97 用 2、3、5、7 去試都除不盡,開根號約 9.8,不必再往上試,可判定 97 是質數。質數的質因數分解就是它自己:。這也提醒我們,質數不用再拆。

常見問題

短除法到底怎麼做?

把數寫在最上面,左邊從最小質數 2 開始試除。能整除就把商寫下一行繼續除,除不盡就換下一個質數 3、5、7。一直除到商為 1 或剩下質數為止,左邊那排除數由上到下就是全部質因數。

1 是質數嗎?1 要寫進分解裡嗎?

1 不是質數,也不是合數,它只有一個因數就是自己。質因數分解裡不會出現 1,寫成連乘或指數時也不會把 1 列進去。輸入 1 時沒有質因數可分解。

怎麼寫成指數形式?

把分解出來的質因數連乘中,相同的質數收在一起。同一個質數出現幾次,指數就是幾。例如 72=2×2×2×3×3,三個 2 寫成 2³、兩個 3 寫成 3²,整理後就是 2³×3²。只出現一次的質數不必寫指數。

質數要怎麼分解?

質數只有 1 和自己兩個因數,本身沒辦法再拆成更小的質數相乘。所以質數的質因數分解就是它自己,例如 13=13、97=97。試除時只要除到候選除數的平方大於這個數還除不盡,就能確定它是質數。

質因數分解有什麼用?

它是求最大公因數與最小公倍數的基礎。把兩數都分解後,取相同質因數的較低次方相乘就是最大公因數,取所有質因數的較高次方相乘就是最小公倍數。約分、通分、化簡根號也都會用到。

※ 本工具為學習輔助用途,計算方式依台灣國中數學課程常見教法設計。作業與考試請以老師教學與課本為準。