两个正整数的最大公约数的辗转相除法
设a、b是正整数,且a>b.为求a,b的最大公约数,首先以b除a,得:a=q 1 b+r 1 ,式中q 1 和r 1 为非负整数,0≤r 1 <b.若r 1 =0,则a=q 1 b,a和b的最大公约数(a,b)=b;若r 1 ≠0,则0<r 1 <b,以r 1 除b,得:b=q 2 r 1 +r 2 ,式中q 2 和r 2 为非负整数,0≤r 2 <r 1 .若r 2 =0,则b=q 2 r 1 ,b和r 1 的最大公约数(b,r 1 )=r 1 ;若r 2 ≠0,则0<r 2 <r 1 ,以r 2 除r 1 且得:r 1 =q 3 r 2 +r 3 ,式中q 3 和r 3 为非负整数,0≤r 3 <r 2 .
若r 3 =0,则(r 1 ,r 2 )=r 2 .从式a=q 1 b+r 1 ,b=q 2 r 1 +r 2 和r 1 =q 3 r 2 +r 3 及“若整数d可整除三个等式每个等式中的某两项,则必可整除其第三项”知(a,b)=(b,r 1 )=(r 1 ,r 2 ).若0<r 3 <r 2 ,则再以r 3 除r 2 ,并继续上述讨论,……,一直辗转相除下去。
由于b>r 1 >r 2 >r 3 >…和所有r i (i=1,2,3,…)都是非负整数,所以必存在正整数n,使得经过n+1次辗转相除后有r n+1 =0,而r n ≠0.于是(a,b)=(b,r 1 )=(r 1 ,r 2 )=…=(r n-1 ,r n )=r n .显然,由定理4.1.1,运用辗转相除法可求任意两个整数的最大公约数。
【例1-1】
求6731和2809的最大公约数。
解:由6731=2×2809+1113,2809=2×1113+583,1113=1×583+530,583=1×530+53,530=10×53+0知(6731,2809)=53。