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因数个数定理是什么?具体点!急,急,

发布日期:2025-04-13

因数个数定理是用于计算一个正整数因数个数的重要定理。下面为你详细介绍:

定理内容

对于一个大于1的正整数 NN,如果它可以分解质因数为 N=p1a1×p2a2×p3a3××pnanN=p_1^{a_1}×p_2^{a_2}×p_3^{a_3}×······×p_n^{a_n},其中 p1,p2,p3,,pnp_1,p_2,p_3,······,p_n 是不同的质数,a1,a2,a3,,ana_1,a_2,a_3,······,a_n 是正整数,那么 NN 的因数个数 d(N)d(N) 可以通过公式 d(N)=(a1+1)×(a2+1)×(a3+1)××(an+1)d(N)=(a_1 + 1)×(a_2 + 1)×(a_3 + 1)×······×(a_n + 1) 来计算。

推导过程

分析单个质因数幂的因数情况

对于一个数 M=paM = p^app 为质数,aa 为正整数),它的因数是 p0,p1,p2,,pap^0, p^1, p^2,······, p^a,共 a+1a + 1 个因数。例如,当 M=23M = 2^3 时,它的因数为 20=12^0 = 121=22^1 = 222=42^2 = 423=82^3 = 8,一共有 3+1=43 + 1 = 4 个因数。

 

考虑多个不同质因数幂乘积的因数情况

N=p1a1×p2a2×p3a3××pnanN=p_1^{a_1}×p_2^{a_2}×p_3^{a_3}×······×p_n^{a_n} 时,根据乘法原理,NN 的因数是由每个质因数幂的因数组合而成的。

p1a1p_1^{a_1} 中选一个因数有 a1+1a_1 + 1 种选法,从 p2a2p_2^{a_2} 中选一个因数有 a2+1a_2 + 1 种选法,以此类推,从 pnanp_n^{a_n} 中选一个因数有 an+1a_n + 1 种选法。

所以 NN 的因数个数就是各个质因数幂因数个数的乘积,即 d(N)=(a1+1)×(a2+1)×(a3+1)××(an+1)d(N)=(a_1 + 1)×(a_2 + 1)×(a_3 + 1)×······×(a_n + 1)

 

示例

120120 的因数个数。

分解质因数

先将 120120 分解质因数,120=23×31×51120 = 2^3×3^1×5^1

 

应用因数个数定理

这里 p1=2p_1 = 2a1=3a_1 = 3p2=3p_2 = 3a2=1a_2 = 1p3=5p_3 = 5a3=1a_3 = 1

根据因数个数定理公式 d(N)=(a1+1)×(a2+1)×(a3+1)d(N)=(a_1 + 1)×(a_2 + 1)×(a_3 + 1),可得 d(120)=(3+1)×(1+1)×(1+1)d(120)=(3 + 1)×(1 + 1)×(1 + 1)

先计算括号内的值:3+1=43 + 1 = 41+1=21 + 1 = 21+1=21 + 1 = 2

再计算乘积:4×2×2=164×2×2 = 16

所以 120120 一共有 1616 个因数。

 

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