你有没有想过,老师是怎么分出人数相同的小组,日历为什么能准确地重复,计算机又是怎么整理信息的?这些背后都是同一套数学:因数和倍数。因数告诉你一个数怎么拆开;倍数告诉你它怎么往上数。一旦你看出两者的区别,最大公因数、最小公倍数和质数就不再像是随机的名词——它们开始像你早就在用的工具。


因数和倍数还像是两个随机的名词?

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什么是因数?

一个数的因数(也叫除数)是能把它整除——没有余数——的整数。当你说“3 是 12 的因数”时,意思是 12 ÷ 3 = 4,而且什么也不剩。

把因数看作乘在一起造出一个数的积木。12 可以搭成 1 × 12、2 × 6 或 3 × 4。这些乘法里的每一块都是 12 的因数。

每个整数至少有两个因数:1 和它本身。这就是 1 显得特别的原因——它能整除一切。只有这两个因数的数叫做质数——我们在质数、合数与互质数的指南里讲它们。

因数对

因数天然成因数对出现——两个数相乘正好得到你的目标数。把这些对列出来,是找齐每个因数而不漏掉任何一个的最干净的办法。

1×122×63×41 × 12 = 2 × 6 = 3 × 4 = 12
12 的因数对:每一行是相乘得 12 的两个数。每个因数在所有对里只出现一次。
  1. 1 × 18 = 18 → 得到 (1, 18)
  2. 2 × 9 = 18 → 得到 (2, 9)
  3. 3 × 6 = 18 → 得到 (3, 6)
  4. 18 ÷ 4 = 4.5——不是整数,所以 4 不是因数。当这些对开始重复时就停。
  5. 18 的因数:1, 2, 3, 6, 9, 18

怎样找因数(一步一步来)

  • 写下你要研究的那个数。
  • 从 1 往上,逐个试整数。
  • 每当除得尽时,就记下这一对因数。
  • 当这些对开始重复时(第一个数超过第二个数时)就停止试。
  • 把你那些对里所有不重复的因数列出来。
  1. 1×36, 2×18, 3×12, 4×9, 6×6。再下一个会是 9×4——重复了。
  2. 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 18, 36——总共九个因数。
小检验往下看之前,随便挑一个小于 30 的数,把它的因数对念出来。如果你能顺畅地念出来,倍数会很轻松——那是同一个想法,翻过来看而已。

什么是倍数?

一个数的倍数,就是你把这个数乘以任意整数后得到的结果:0, 1, 2, 3, …。5 的倍数是 0, 5, 10, 15, 20, …——你是在以 5 为步长等距往上数。

如果因数问的是“什么能整除这个数”,那么倍数问的是“这个数往上数到哪些数”。在数轴上,4 的倍数落在每第四个刻度上:4, 8, 12, 16, …

  1. 7×0=0, 7×1=7, 7×2=14, 7×3=21, 7×4=28, 7×5=35
  2. 7 的倍数:0, 7, 14, 21, 28, 35, …——它们永不停止。

因数与倍数的区别

12 的因数 →1234612Multiples of 12 →1224364860
12 的因数向内收拢,朝 12 靠近;12 的倍数向外生长。同一个锚点——方向相反。
因数倍数
回答什么问题什么能整除这个数?这个数往上数到哪些数?
运算除法(无余数)与整数相乘
通常大小(当 n > 1)≤ n(除了 n 本身)≥ n(并且无限增大)
有多少个?总是有限个无限多个
以 12 为例1, 2, 3, 4, 6, 120, 12, 24, 36, 48, …
一个数永远既是它自己的因数,也是它自己的倍数。12 是 12 的因数,也是 12 的倍数。这两个词描述的是不同的关系,而不是不同的数。

因数与倍数在生活里的用处

分配物品与运动队

设想办一场有 24 名球员的足球赛。队伍人数相同,就意味着队数必须是 因数(24 的):你可以组 2 队、每队 12, 3 队、每队 8,或者 4 队、每队 6。如果你想要 5 队,就会有人坐冷板凳——因为 5 不是 24 的因数。

把纸杯蛋糕等量装盒

你为义卖烤了 30 个纸杯蛋糕。每盒装得一样多、不剩下——这又是一个因数问题。30 的因数会告诉你每一种公平的分法:2×15, 3×10, 5×6。

日历与日常作息

垃圾每 3 天收一次;可回收物每 4 天收一次。两件事什么时候会在同一天?你需要一个同时出现在两张倍数表里的数——一个公倍数。这个想法直接通向最大公因数与最小公倍数(在一些国家最大公因数也叫 HCF)。

课堂活动与分组

一位老师有 28 个筹码,想为数学活动角分出人数相同的小组。列出 28 的因数,立刻就能得到每一种可行的组别大小——14 人一对、7 人一组,或者 4 人一桌。


学生常犯的错误
  • 把因数和倍数弄混。 记住:因数是能除进这个数的;倍数是你拿这个数去乘所得到的。
  • 忘了 1 和这个数本身。 这两个永远都是因数。至于倍数,有的课程把 0 算进去,有的从这个数本身开始——查一下你的教科书,但要知道两种约定都存在。
  • 因数对停得太早。 一直试到这一对里的第一个数会超过第二个数为止。
  • 列倍数时没有规律。 倍数总是以固定的步长增加。如果你的表乱跳,就是哪里出错了。

自己试一试

  1. 列出 20 的所有因数。

    提示:从 1 开始找因数对。

    查看答案1, 2, 4, 5, 10, 20
  2. 写出 9 的前五个倍数(从 9 本身开始)。

    提示:把 9 分别乘以 1、2、3、4、5。

    查看答案9, 18, 27, 36, 45
  3. 一位教练有 32 名运动员。能不能分成 5 个人数相同的队、一个人也不剩?用因数来说明。

    提示:5 是 32 的因数吗?

    查看答案不能。32 ÷ 5 = 6.4,不是整数,所以 5 不是 32 的因数。要分成人数相同的 5 队,就一定会把人落下。
  4. 哪个数既是 24 的因数,又是 4 的倍数?

    提示:看看两张表里都出现的数。

    查看答案4、8、12 和 24 都可以。例如 12 是 24 的因数(24 ÷ 12 = 2),也是 4 的倍数(4 × 3 = 12)。

小结

  • 因数能把一个数整除;用因数对把它们列齐。
  • 倍数是与整数相乘的结果;这张表永远列不完。
  • 因数通常较小(或相等);倍数通常较大(或相等)。
  • 这两个概念处处出现——体育、包装、日历,以及后面的最大公因数、最小公倍数和质数。

接下来:质数与互质数

当因数变得自然之后,下一个问题是:哪些数的因数最少?那就是质数——而它们比你以为的更有用。请继续看我们的质数、合数与互质数指南。理解胜过死记——而这正是我们在一对一课堂上教它的方式。

常见问题

数学里的因数是什么?

一个数的因数是能把它整除、没有余数的整数。例如 12 的因数是 1、2、3、4、6 和 12,因为每一个都能把 12 整除。

数学里的倍数是什么?

一个数的倍数是把这个数乘上任意整数所得的结果。5 的倍数是 5、10、15、20,依此类推——也就是以 5 为步长往上数。

因数和倍数有什么区别?

因数能除进一个数里;倍数是你乘上整数之后得到的。12 的因数更小(或相等);12 的倍数是 12、24、36——更大(或相等)。任何数既是自己的因数,也是自己的倍数。

什么是因数对?

因数对是两个相乘等于目标数的数。对 12 来说,因数对是 (1, 12)、(2, 6) 和 (3, 4)。把成对列出来,有助于不漏掉任何一个因数。

1 是每个数的因数吗?

是。1 能把任何整数整除,所以 1 永远是因数。它也是任何数最小的因数(0 除外,这个阶段的常规因数练习不用它)。