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质因数分解计算器 找到任何数字的质因数,并显示展开形式和除数计数。

质因数分解 illustration
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质因数分解

找到任何数字的质因数,并显示展开形式和除数计数。

1

输入一个数字

输入任何大于或等于 2 的整数以找到其质因数分解。

2

查看素因数

将数字表示为素幂的乘积。

3

探索详细信息

检查展开形式、唯一因子和总除数数量。

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What Is 质因数分解?

质因数分解将一个整数分解为素数的乘积。根据算术基本定理,每个大于 1 的整数都有一个唯一的质因数分解(除顺序外)。例如,360 = 2³ × 3² × 5。这一分解揭示了数字的基本构建块,并用于找到最大公约数和最小公倍数、简化分数、求解丢番图方程以及在密码算法中。计算器还显示扩展乘法形式(例如,2 × 2 × 2 × 3 × 3 × 5 = 360),并使用以下公式计算除数总数:如果 n = p₁^a₁ × p₂^a₂ × ... × pₖ^aₖ,则除数个数为 (a₁+1)(a₂+1)...(aₖ+1)。此工具使用高效的试除算法处理最多 1 万亿的数字。

Why Use 质因数分解?

  • 以指数形式和展开形式显示质因数分解
  • 自动计算总除数数量
  • 高效处理最多 1 万亿的数字
  • 用于教育目的的视觉因子树显示
  • 显示唯一素因数计数和总素因数计数

Common Use Cases

数论

通过其质分解来探索整数的基本结构。

GCD/LCM 计算

找到 GCD 通过取共享素因数的最小指数,找到 LCM 通过取最大指数。

分数简化

对分子和分母进行质因数分解以消除共同的素因数。

密码学教育

了解为什么大数字的因式分解在计算上是困难的。

Technical Guide

算法使用试除:从最小的素数(2)开始,反复将数字除以该数,只要它是可除的,就计算指数。然后转到下一个潜在因子(3、4、5 等)。我们只需要测试到 √n,因为如果 n 有一个大于 √n 的因子,则对应的余因子必须小于 √n,否则已经找到。循环结束后,如果剩余数字大于 1,它本身就是一个素数因子。在最坏的情况下(当 n 为素数时),时间复杂度为 O(√n)。除数计数公式源自除数函数的乘法性质:每个素数幂 p^a 都有 (a+1) 个选择(p^0、p^1、...、p^a)用于构建除数,这些选择在不同素数之间是独立的,因此总计数是所有素数因子的 (aᵢ+1) 的乘积。例如,360 = 2³ × 3² × 5¹ 有 (3+1)(2+1)(1+1) = 24 个除数。

Tips & Best Practices

  • 1
    每个大于 1 的整数都有一个唯一的质因数分解(算术基本定理)
  • 2
    除数数量通过将每个指数加 1 然后相乘来计算
  • 3
    如果且仅如果所有指数都是偶数,则数字为完全平方数
  • 4
    找到 GCD:取每个共享素因数的最小指数
  • 5
    找到 LCM:取两个数字中每个素因数的最大指数

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Frequently Asked Questions

Q 什么是算术基本定理?
它指出,每个大于 1 的整数都可以唯一地表示为素数的乘积,直到因子的顺序。
Q 如何从质因数分解中找到除数数量?
将每个指数加 1,然后将结果相乘。例如,对于 60 = 2² × 3 × 5,除数计数为 (2+1)(1+1)(1+1) = 12。
Q 1 可以进行质因数分解吗?
不可以。数字 1 没有素因数(它是空乘积)。质因数分解从 2 开始。
Q 为什么大数字的因式分解很难?
虽然概念简单,但已知算法对非常大的数字(几百位)进行因式分解需要不切实际的时间,这是 RSA 密码学安全性的基础。
Q 因数和素因数有什么区别?
因数包括所有除数(例如,12 的因数:1、2、3、4、6、12)。素因数仅是素除数(对于 12 来说,是 2 和 3)。

About This Tool

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