المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Least Common Multiple  
  
676   06:15 مساءً   date: 22-8-2020
Author : Andrews, G. E
Book or Source : Number Theory. New York: Dover, 1994.
Page and Part : ...


Read More
Date: 8-9-2020 555
Date: 7-1-2021 1178
Date: 23-9-2020 1081

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; Wolfram Language), 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.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.