【数论】最大公约数、约数的个数与约数之和定理

简介: 先来科普下什么是约数:当a能被b整除,我们就说b为a的约数,b的倍数为a

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用辗转相除法求最大公约数,以及数论相关的知识:约数个数与约数和的定理,及代码实现

 

先来科普下什么是约数:当a能被b整除,我们就说b为a的约数,b的倍数为a


题目:最大公约数


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题解:


这里我们用到了辗转相除法 先读入a与b这两个数,之后把a与b相除,令其结果为c,若c不为0,则令a=b,b=c(辗转就是体现在了这里),若c为0,则说明b为a的最大公约数,则输出b即可


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代码实现:


#include<iostream>
using namespace std;
int gcd(int a,int b)
{
    return b?gcd(b,a%b):a;
}
int main()
{
    int n=0;
    cin>>n;
    while(n--)
    {
        int a,b;
        cin>>a>>b;
        cout<<gcd(a,b)<<endl;
    }
    return 0;
}


题目:约数个数


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题解:


这里先科普一个数学知识,约数个数定理,假设这个数为16,求出他的质因子为2,其指数为4


那么其约数的个数就为指数加一(4+1)


可以这样理解

第一个约数为其因子的1次方2,第二个约数为其因子的二次方2*2

第三个约数为其因子的三次方2*2*2

第四个约数为其因子的四次方2*2*2*2  第五个约数为其因子的0次方也就是1


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再举一个例子:


所以360的约数个数就为(3+1)*(2+1)*(1+1)


这就是约数个数定理

回顾一下 我们要做的就是将一个数求出他每一个质因子(不会的uu们可以看看这篇文章分解质因数)并记录其指数情况。之后将指数拿出来做乘法就ok了

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这里用hash表记录其质因子与指数的情况,其中key为质因子 value为指数,所以最后的表达式就为指数value,所以最后就将其加一再相乘即可。


代码实现:


#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;
const int N=1e9+7;
int main()
{
    unordered_map<int,int>map;
    int n=0,s;
    cin>>s;
    while(s--)
    {
      cin>>n;
     for(int i=2;i<=n/i;i++)
    {
        while(n%i==0)
        {
            n/=i;
            map[i]++;
        }
    }
     if(n>1)map[n]++;
    }
    long long res=1;
    for(auto ma:map)
    {
        long long p=1;int a=ma.second;
        res=(res*(a+1))%N;
    }
    cout<<res;
}


题目:约数之和


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题解:


上面学了约数个数的定理,现在我们再来学一下约数之和定理,同样非常的简单


仍然以16来举例子,其质因子为2指数为4.


所以其约数之和为(2^0+2^1+2^2+2^3+2^4)=31


再来举上面360的例子:


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所以其约数之和为1261


这就是约数之和定理。

回顾一下 我们要做的就是将一个数求出他每一个质因子(不会的uu们可以看看这篇文章分解质因数)并记录其指数情况。之后将其拿出来先相加再做乘法就ok了

这里用hash表记录其质因子与指数的情况,其中key为质因子 value为指数,所以最后的表达式就为指数value与其质因子,先相加再相乘就好。


代码实现:


#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;
const int N=1e9+7;
int main()
{
    unordered_map<int,int>map;
    int n=0,s;
    cin>>s;
    while(s--)
    {
      cin>>n;
     for(int i=2;i<=n/i;i++)
    {
        while(n%i==0)
        {
            n/=i;
            map[i]++;
        }
    }
     if(n>1)map[n]++;
    }
    long long res=1;
    for(auto ma:map)
    {
        long long p=1;int a=ma.second;
        while(a--)p=(p*ma.first+1)%N;
        res=res*p%N;
    }
    cout<<res;
}


完结撒花:


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