1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : نظرية الاعداد :

Least Common Multiple

المؤلف:  Andrews, G. E.

المصدر:  Number Theory. New York: Dover, 1994.

الجزء والصفحة:  ...

22-8-2020

1105

Least Common Multiple

The least common multiple of two numbers a and b, variously denoted LCM(a,b) (this work; Zwillinger 1996, p. 91; Råde and Westergren 2004, p. 54), lcm(a,b) (Gellert et al. 1989, p. 25; Graham et al. 1990, p. 103; Bressoud and Wagon 2000, p. 7; D'Angelo and West 2000, p. 135; Yan 2002, p. 31; Bronshtein et al. 2007, pp. 324-325; , l.c.m.(a,b) (Andrews 1994, p. 22; Guy 2004, pp. 312-313), or [a,b], is the smallest positive number m for which there exist positive integers n_a and n_b such that

 n_aa=n_bb=m.

(1)

The least common multiple LCM(a,b,c,...) of more than two numbers is similarly defined.

The least common multiple of ab, ... is implemented in the Wolfram Language as LCM[ab, ...].

The least common multiple of two numbers a and b can be obtained by finding the prime factorization of each

a = p_1^(a_1)...p_n^(a_n)

(2)

b = p_1^(b_1)...p_n^(b_n),

(3)

where the p_is are all prime factors of a and b, and if p_i does not occur in one factorization, then the corresponding exponent is taken as 0. The least common multiple is then given by

 LCM(a,b)=product_(i=1)^np_i^(max(a_i,b_i)).

(4)

For example, consider LCM(12,30).

12 = 2^2·3^1·5^0

(5)

30 = 2^1·3^1·5^1,

(6)

so

 LCM(12,30)=2^2·3^1·5^1=60.

(7)

LCM

The plot above shows LCM(1,r) for rational r=m/n, which is equivalent to the numerator of the reduced form of m/n.

LCMArray

The above plots show a number of visualizations of LCM(i,j) in the (i,j)-plane. The figure on the left is simply LCM(i,j), the figure in the middle is the absolute values of the two-dimensional discrete Fourier transform of LCM(i,j) (Trott 2004, pp. 25-26), and the figure at right is the absolute value of the transform of 1/LCM(i,j).

LeastCommonMultipleDensity

The least common multiples of the first n positive integers for n=1, 2, ... are 1, 2, 6, 12, 60, 60, 420, 840, ... (OEIS A003418; Selmer 1976), which is related to the Chebyshev function psi(n). For n>=7LCM(1,2,...,n)>2^n (Nair 1982ab, Tenenbaum 1990). The prime number theorem implies that

 LCM(1,2,...,n)=e^(n(1+o(1)))

(8)

as n->infty, in other words,

 (ln(LCM(1,2,...,n)))/n->1

(9)

as n->infty.

Let m be a common multiple of a and b so that

 m=ha=kb.

(10)

Write a=a_1GCD(a,b) and b=b_1GCD(a,b), where a_1 and b_1 are relatively prime by definition of the greatest common divisor GCD(a_1,b_1)=1. Then ha_1=kb_1, and from the division lemma (given that ha_1 is divisible by b_1 and GCD(b_1,a_1)=1), we have h is divisible by b_1, so

 h=nb_1

(11)

 m=ha=nb_1a=n(ab)/(GCD(a,b)).

(12)

The smallest m is given by n=1,

 LCM(a,b)=(ab)/(GCD(a,b)),

(13)

so

 GCD(a,b)LCM(a,b)=ab

(14)

The LCM is idempotent

 LCM(a,a)=a,

(15)

commutative

 LCM(a,b)=LCM(b,a),

(16)

associative

LCM(a,b,c) = LCM(LCM(a,b),c)

(17)

= LCM(a,LCM(b,c)),

(18)

distributive

 LCM(ma,mb,mc)=mLCM(a,b,c),

(19)

and satisfies the absorption law

 GCD(a,LCM(a,b))=a.

(20)

It is also true that

LCM(ma,mb) = (GCD(ma)GCD(mb))/(GCD(ma,mb))

(21)

= m(ab)/(GCD(a,b))

(22)

= mLCM(a,b).

(23)


REFERENCES:

Andrews, G. E. Number Theory. New York: Dover, 1994.

Bressoud, D. M. and Wagon, S. A Course in Computational Number Theory. London: Springer-Verlag, 2000.

Bronshtein, I. N.; Semendyayev, K. A.; Musiol, G.; and Muehlig, H. Handbook of Mathematics, 5th ed. Berlin: Springer, 2007.

D'Angelo, J. P. and West, D. B. Mathematical Thinking: Problem-Solving and Proofs, 2nd ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 2000.

Gellert, W.; Gottwald, S.; Hellwich, M.; Kästner, H.; and Künstner, H. (Eds.). VNR Concise Encyclopedia of Mathematics, 2nd ed. New York: Van Nostrand Reinhold, 1989.

Graham, R. L.; Knuth, D. E.; and Patashnik, O. Concrete Mathematics: A Foundation for Computer Science. Reading, MA: Addison-Wesley, 1990.

Guy, R. K. "Density of a Sequence with l.c.m. of Each Pair Less than x." §E2 in Unsolved Problems in Number Theory, 3rd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 312-313, 2004.

Jones, G. A. and Jones, J. M. "Least Common Multiples." §1.3 in Elementary Number Theory. Berlin: Springer-Verlag, pp. 12-13, 1998.

Nagell, T. "Least Common Multiple and Greatest Common Divisor." §5 in Introduction to Number Theory. New York: Wiley, pp. 16-19, 1951.

Nair, M. "A New Method in Elementary Prime Number Theory." J. London Math. Soc. 25, 385-391, 1982a.

Nair, M. "On Chebyshev-Type Inequalities for Primes." Amer. Math. Monthly 89, 126-129, 1982b.

Råde, L. and Westergren, B. Mathematics Handbook for Science and Engineering. Berlin: Springer, 2004.

Selmer, E. S. "On the Number of Prime Divisors of a Binomial Coefficient." Math. Scand. 39, 271-281, 1976.

Sloane, N. J. A. Sequence A003418/M1590 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Tenenbaum, G. Introduction à la théorie analytique et probabiliste des nombres. Publications de l'Institut Cartan, pp. 12-13, 1990.

Trott, M. The Mathematica GuideBook for Programming. New York: Springer-Verlag, 2004. https://www.mathematicaguidebooks.org/.

Yan, S. Y. Number Theory for Computing, 2nd ed. Berlin: Springer, 2002.

Zwillinger, D. (Ed.). "Least Common Multiple." §2.3.6 in CRC Standard Mathematical Tables and Formulae, 30th ed. Boca Raton, FL: CRC Press, p. 91, 1996.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي