最小公分母计算器
结果
最小公分母
- 通分后的分数
- 45/60, 50/60, 42/60
最小公分母是一组分数的分母都能整除的那个最小的数。3/4、5/6、7/10 的最小公分母是 60:60 是 15 个 4、10 个 6、6 个 10,没有比 60 更小的数能同时被这三个分母整除。写出来就是 45/60、50/60、42/60——分值不变,共用一个分母,而要加减或比较分数,就得先变成这个形状。缩写 LCD 也很常见,本页有时直接用它。走到答案有两步,其中第一步最容易被跳过。先把每个分数约到最简,因为 6/8 与 3/4 是同一个数却带着不同的分母,不约就读分母,得到的会是一个公分母而不是最小的那个——把 6/8 与 10/12 约成 3/4 与 5/6,答案就是 12 而不是 24。然后把分母合起来:一组分数的最小公分母,就是它们约分后的分母的最小公倍数。整个计算就这一句,这也是本页与最小公倍数页从两个方向走到同一个数的原因。三个以上是一次折叠两个分母,所以 4、6、10 先得到 12,再和 10 得到 60。手算时退回列表法:把每个约分后分母的倍数列出来,取第一个都出现的数。有两种情况经常遇到,值得知道。整数会被当成以 1 为分母的分数,它们不会把答案抬高,但通分后印出来是带着分母的——答案是 2 时,输入里的 2 会印成 4/2。而一个分母是另一个的倍数时(2 与 4 里的 2),它什么都不增加,因为 2 本来就整除 4。得到的结果正是异分母分数相加减所需要的那一步,和的分母就是这个数。
1/2、2/3、3/4 通分到它们的最小公分母
| 分数 | 分母 | 通分后 |
|---|---|---|
| 1/2 | 2 | 6/12 |
| 2/3 | 3 | 8/12 |
| 3/4 | 4 | 9/12 |
把中间一列竖着读,三个数是 2、3、4。它们的最小公倍数是 12,那就是答案,也是三个数都整除的第一个数:12 是 2 的第 6 个倍数、3 的第 4 个、4 的第 3 个。右边一列接着把每个分数改写到 12 上面,每一格都值得拿去和它替换掉的那个核对——6/12 是二分之一,8/12 是三分之二,9/12 是四分之三,每一个都还是,因为分子与分母乘的是同一个数。那个乘数就是「答案 ÷ 该分数自己的分母」:第一行 12 ÷ 2 = 6,第二行 12 ÷ 3 = 4,第三行 12 ÷ 4 = 3。注意第三个分母 4 虽然是里面最大的数,却不是贡献最大的那个:真正要紧的是质数,12 需要的两个 2 由 2 或 4 任何一个都能提供,而那个 3 只有 3 带得来。这张表固定在这三个分数上,不跟着你填的数走——上面的面板回答你的输入,这张表展示的是方法,行数少到能用眼睛核对。
公式
3/4、5/6、7/10 ⇒ 最小公分母 = lcm(4, 6, 10) = 60 ⇒ 45/60、50/60、42/60
- 3/4、5/6、7/10
- 要处理的一组分数,2 到 10 个,每个都写成「分子/分母」,两部分的绝对值都是 1 到 1000000 之间的整数,用空格、逗号或分号隔开。像 2 这样的整数也收,按 2/1 读。每个分数在取分母之前都会先约到最简,这一步就是答案不会偏大的原因
- 4、6、10
- 约分后的分母。先约分才让它们是 4、6、10 而不是更大的数——6/8 若不约,贡献的就是 8。这以后的每一步都只跟这几个数打交道,分子完全不影响答案
- 最小公分母 = lcm(4, 6, 10)
- 整个计算浓缩成一句:最小公分母就是各分母的最小公倍数。4 是 2²,6 是 2 × 3,10 是 2 × 5,要凑的是 2²、3 与 5,也就是 4 × 3 × 5 = 60。三个以上一次折叠两个:4 与 6 得 12,12 与 10 得 60
- 60
- 答案。每个约分后的分母都整除它,而比它小的数都做不到——这才叫「最小」,而不只是「公共」
- n × (60 ÷ d)
- 每个分数怎么改写:分子乘以「答案 ÷ 自己的分母」。3/4 就是 3 × 15 = 45,所以 3/4 变成 45/60。分数的值没有变——分子分母乘的是同一个数,这正是「等值分数」的意思
- 45/60、50/60、42/60
- 通分后的分数,分母全是那个数。输入里的整数在这里会带着分母出现而不是被约回整数:答案是 2 时,2 回来是 4/2,因为在这一列里印一个光秃秃的整数,读起来像是那一行被跳过了
异分母分数的加法都要从这里开始:3/4 与 5/6 得先都写成 12 分之几才能合并,而通分是过程的第一行。比较分数是同一步——5/6 与 7/10 哪个大看不出来,换成 50/60 与 42/60 一眼就定了,分母一致时只需要读分子。减法有同样的要求。出了算术课堂,凡是用不同分数单位记下来的量要合并,靠的都是那个共同的分母。下面那张表就是手算的过程:把每个约分后分母的倍数列出来,取每一列都出现的第一个数。两条捷径能省掉大部分工作量,而且都很常见:一个分母是另一个的倍数时可以整个忽略;两个分母互质时(比如 6 与 5)直接乘起来就是答案。分数不在最简形式时,约分不是可选项,而且值得放在最前面做而不是最后补,因为漏掉这一步得到的答案看起来完全合理。
算例
三个分数:3/4、5/6、7/10
- 三个分数都已经是最简形式,所以要合的分母是 4、6、10
- 4 的倍数:4、8、12、16、20、24、28、32、36、40、44、48、52、56、60
- 6 的倍数:6、12、18、24、30、36、42、48、54、60
- 10 的倍数:10、20、30、40、50、60
- 三个列表里第一个都出现的是 60,所以最小公分母是 60
- 3/4 变成 45/60,因为 60 ÷ 4 = 15,3 × 15 = 45
- 5/6 变成 50/60,因为 60 ÷ 6 = 10,5 × 10 = 50
- 7/10 变成 42/60,因为 60 ÷ 10 = 6,7 × 6 = 42
默认值。折叠那条路比列表短:4 与 6 得 12,12 与 10 得 60。通分后那一列才是好用的核对,因为替换后的每个分数都必须与它换掉的那个相等——45/60 就是 3/4,50/60 就是 5/6,42/60 就是 7/10;只要有一个不相等,就说明乘的数只作用在分数的某一部分上。
为什么必须先约分:6/8 与 10/12
- 6/8 与 10/12 都不是最简形式
- 6/8 的分子分母同除以 2 变成 3/4,分母是 4
- 10/12 的分子分母同除以 2 变成 5/6,分母是 6
- 4 与 6 的最小公倍数是 12,所以最小公分母是 12
- 3/4 变成 9/12,5/6 变成 10/12
- 若不约分、直接读原来的分母 8 与 12,它们的最小公倍数是 24
这一格就是这一页存在的理由。24 不是错的分母——6/8 与 10/12 确实都能写成 24 分之几——它只是不是最小的那个,而面板上显示 24 看起来毫无破绽。把它们先约到最简,两者才分得开,所以这个字段在取分母之前会先把每个分数约掉。
分数里夹着整数:1/2、2、3
- 2 与 3 按 2/1 与 3/1 读,分母是 1
- 要合的分母是 2、1、1
- 每个整数都是 1 的倍数,所以 1 对答案没有任何贡献
- 2、1、1 的最小公倍数是 2
- 1/2 保持 1/2,2 变成 4/2,3 变成 6/2
4/2 与 6/2 是有意为之,不是没约分。这一页叫「通分后的分数」,里面每一行都得带上那个分母,否则印成一个光秃秃的 2 会读成「这一行没被处理」。两种写法的值一样——4/2 就是 2——而这是全页唯一一处输出看起来没约分是故意的。
接近上界的一组:1/1000 与 2/999983
- 1000 = 2³ × 5³,999983 是质数,两个分母没有公共因数
- 什么都约不掉,所以最小公倍数是它们的乘积:1000 × 999983 = 999983000
- 1/1000 变成 999983/999983000,因为 999983000 ÷ 1000 = 999983
- 2/999983 变成 2000/999983000,因为 999983000 ÷ 999983 = 1000,2 × 1000 = 2000
两个分母互质时答案就是乘积,这也是给定一对分母时答案能取到的最大值,而这一格就贴着页面拒绝的那条线。这里的分子还是精确的——999983 是六位数,仍在机器能精确表示的整数范围内——但分子再大一点,通分后的乘积就会越过去,这也是页面在分母超过一定大小之后宁可拒绝、也不印一个被取整的改写结果的原因。
局限
每个分数都写成「分子/分母」,两部分的绝对值都是 1 到 1000000 之间的整数,而且要有 2 到 10 个。小数一律拒绝而不是转换:0.75 不是写成分数形式的分数,把它变成 3/4 等于替写的人猜他想要什么。负号只收在分子前面——3/-4 被拒绝,因为分数的符号该写在哪一侧是有约定的,这一页不替读者挑。分母为 0 被拒绝,因为没有任何东西能分成 0 份。只有一道上限,而且它不在输入上而在答案上:最小公分母必须不超过 1000000000,越过之后页面宁可拒绝也不印通分后的分数。理由是每个通分后的分子都是「原分子 × 答案 ÷ 自己的分母」,所以一个大的公分母乘上一个大的分子就不再精确,而不精确的改写结果看起来与任何一行没有区别。至少要两个分数,因为一个分数没有可以「公」的分母。重复写同一个分数不影响结果,一个分母是另一个的倍数时它只是多余的。下面那张参考表固定在 1/2、2/3、3/4 上,不跟着你填的数走;上面的面板回答你填的分数,表格展示的是方法和那三行改写结果。答案精确,从不四舍五入。
常见问题
- 公分母和最小公分母有什么区别?
- 凡是每个分母都能整除的数都是公分母,其中最小的那个就是最小公分母。4、6、10 的公分母有 60 也有 120,60 是最小的。手算值得算的只有最小那个,因为更大的公分母意味着每个通分后的分数都更大,而数一大就容易算错。页面返回的永远是最小的那个。
- 为什么取分母之前要把分数约分?
- 因为同一个数可以带着不同的分母。6/8 与 3/4 相等,但拿 8 去凑公分母得到 24,而正确答案是 12。错的那个不是一眼看得出错的——24 确实是这两个分数的一个公分母——所以页面会先把每个分数约到最简,上面的算例把这一格钉死了。
- 最小公分母与最小公倍数是什么关系?
- 是同一套计算用在不同输入上。把约分后各分数的分母拿出来求最小公倍数,得到的就是最小公分母。这也是这两页结果一致的原因:4、6、10 的最小公倍数是 60,而分母是这三个数的一组分数,最小公分母就是 60。分子完全不进入答案。
- 为什么整数回来时带着一个分母?
- 因为输入里的整数按分母为 1 的分数读,而这一页的输出列叫「通分后的分数」,里面每一行都得带上那个分母。答案是 2 时 2 变成 4/2,那是同一个值写在共同的分母上,不是约分没做。这是全页唯一一处输出看起来没约分是故意的。
- 答案最小能是多少?
- 当其余每个分母都整除最大的那个分母时,答案就是那个最大的分母。1/2、1/4、3/4 的答案是 4,因为 2 整除 4,而 4 就是它自己。它不可能比最大的分母还小,因为答案必须是每个分母的倍数,而一个数的倍数不会小于它本身。
- 分子会影响答案吗?
- 不会。最小公分母只由分母算出来,1/4 与 3/4 的最小公分母相同。分子出现在通分后的分数里,每个都乘以「答案 ÷ 自己的分母」,所以它们改变的是那几行写出来是什么样,而不是整个被分成了几份。
参考资料
- Least common denominator — the definition, and the rule that it is the least common multiple of the denominators — Wolfram MathWorld (United States)
- Denominator — the number below the line in a fraction, which is the part a common denominator has to agree on — Wolfram MathWorld (United States)
- Fraction — numerator and denominator, and the rule that multiplying both parts by the same number leaves the value unchanged, which is what makes the rewrite valid — Wolfram MathWorld (United States)
- 教育部关于印发义务教育课程方案和课程标准(2022 年版)的通知——该通知的附件清单第 5 项是《义务教育数学课程标准(2022 年版)》;通分与约分是该课标数与代数领域分数的内容,原文与学段要求以该附件为准 — 中华人民共和国教育部