📜  两个整数之间的最大互质集(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:35:56.705000             🧑  作者: Mango

两个整数之间的最大互质集

两个整数之间的最大互质集是一组由这两个整数之间的所有互质正整数组成的集合中,元素个数最多的集合。

什么是互质?

两个正整数a和b,如果它们的最大公因数为1,则称它们是互质的。例如,2和3是互质的,因为它们的最大公因数为1;而6和8不是互质的,因为它们的最大公因数为2。

求两个整数之间的最大互质集

由于两个整数之间的所有互质正整数的个数是有限的,可以使用枚举法来解决。具体步骤如下:

  1. 求出两个整数的最小公倍数。
  2. 枚举从1到最小公倍数之间的所有正整数,判断它们是否为两个整数的公约数。如果不是,则把它加入到集合中。
  3. 返回集合中的元素即为两个整数之间的最大互质集。

例如,求出13和18之间的最大互质集:

  1. 13和18的最小公倍数为13×18=234。
  2. 枚举从1到234之间的所有正整数,判断它们是否为13或18的约数。其中,13的倍数为13、26、39、52、65、78、91、104、117、130、143、156、169、182、195、208、221和234;18的倍数为18、36、54、72、90、108、126、144、162、180、198、216和234。由于这些数中有些是13和18的公倍数,因此要排除。
  3. 集合中剩余的数为1、5、7、11、13、17、19、23、25、29、31、35、37、41、43、47、49、53、55、59、61、65、67、71、73、77、79、83、85、89、91、95、97、101、103、107、109、113、115、119、121、125、127、131、133、137、139、143、145、149、151、155、157、161、163、167、169、173、175、179、181、185、187、191、193、197、199、203、205、209、211、215、217、221、223和227,共计71个。

因此,13和18之间的最大互质集为{1,5,7,11,13,17,19,23,25,29,31,35,37,41,43,47,49,53,55,59,61,65,67,71,73,77,79,83,85,89,91,95,97,101,103,107,109,113,115,119,121,125,127,131,133,137,139,143,145,149,151,155,157,161,163,167,169,173,175,179,181,185,187,191,193,197,199,203,205,209,211,215,217,221,223,227}。

Python代码实现
def gcd(a, b):
    if b == 0:
        return a
    else:
        return gcd(b, a % b)

def lcm(a, b):
    return a // gcd(a, b) * b

def max_coprime_set(a, b):
    num_set = set(range(1, lcm(a, b) + 1))
    for num in range(1, lcm(a, b) + 1):
        if num % a == 0 or num % b == 0:
            num_set.discard(num)
        elif gcd(num, a) != 1 or gcd(num, b) != 1:
            num_set.discard(num)
    return num_set

该代码定义了三个函数,分别是求两个数的最大公约数、求两个数的最小公倍数和求两个数之间的最大互质集。在求最大互质集时,先使用set()函数创建一个包含从1到最小公倍数之间所有正整数的集合。然后,遍历这个集合中所有的数,排除掉所有的公倍数以及不互质的数。最后返回剩余的数的集合,即为两个数之间的最大互质集。