整除性規則查驗器
輸入
| 整數 | 12,345 |
|---|
整除性規則查驗器
輸入任意整數,查驗是否可被 2 至 11 整除,並顯示各除數的判定結果。運用數論中的數字和法則與末位數法則。
整除性是數論的基礎概念:若整數 n 除以非零整數 d 後餘數為零,即稱 n 能被 d 整除——等價地,存在整數 k 使得 n = d × k。本工具對 2 至 11 的每個除數套用對應的整除規則,回報所輸入的整數是否滿足各條件。
各除數的整除規則
除以 2
末位數字為 0、2、4、6、8(偶數)時,該整數能被 2 整除。此規則成立的原因是 10 ≡ 0(mod 2),因此百位、千位等以上各位數字均貢獻 2 的倍數,只有個位數字決定奇偶性。
除以 3
將各位數字加總,若數字和能被 3 整除,原數亦然。以 12345 為例,數字和為 1+2+3+4+5=15,15 ÷ 3=5,故 12345 能被 3 整除。原理在於 10 ≡ 1(mod 3),因此每一位數字對整體餘數的貢獻等於其本身的面值。
除以 4
只需檢查末兩位數字。若末兩位組成的兩位數能被 4 整除,整個數亦然。以 12345 為例,末兩位為 45;45 ÷ 4=11.25,故 12345 不能被 4 整除。此捷徑成立的原因是 100 = 4 × 25,百位及以上各位均是 4 的倍數,對餘數沒有貢獻。
除以 5
末位數字為 0 或 5 時,該整數能被 5 整除。理由與除以 2 相同:10 ≡ 0(mod 5),百位以上各位不影響除以 5 的餘數。
除以 6
整數能被 6 整除,若且唯若同時能被 2 和 3 整除。由於 6=2×3 且 gcd(2, 3)=1,這兩個條件彼此獨立,必須同時成立。
除以 7
7 沒有單步驟的數字捷徑,但可採用以下迭代方法:取末位數字乘以 2,從去掉末位後的餘數中減去此乘積,重複直到數字夠小。若最終結果為 0 或 7 的倍數,原數即能被 7 整除。以 343 為例:末位 3 乘以 2 得 6,34 減 6 等於 28;28 ÷ 7=4,故 343 能被 7 整除。本工具直接計算模數,無需此迭代操作。
除以 8
只需檢查末三位數字。若末三位組成的三位數能被 8 整除,整個數亦然。原因是 1000=8×125,千位及以上各位均是 8 的倍數。以 12345 為例,末三位為 345;345 ÷ 8=43.125,故 12345 不能被 8 整除。
除以 9
與除以 3 的規則相同,但改為判斷數字和是否能被 9 整除。以 12345 為例,數字和=15;15 ÷ 9=1.67,故 12345 不能被 9 整除。原理亦相同:10 ≡ 1(mod 9)。
除以 10
末位數字為 0 時,該整數能被 10 整除。此規則是除以 2 和除以 5 兩個條件的組合。
除以 11
計算交替數字和:從最右位開始,依次對各位數字交替加減。若結果為 0 或 11 的倍數,原數即能被 11 整除。以 12345 為例,從右側起:5 − 4+3 − 2+1=3;3 不能被 11 整除,故 12345 不能被 11 整除。原理在於 10 ≡ −1(mod 11),因此每一位數字對整體的貢獻交替為其面值的正值或負值。
計算範例
55440 能被 2 至 11 的哪些數整除?
- 除以 2: 末位 0,偶數 → 能整除
- 除以 3: 數字和 5+5+4+4+0=18;18 ÷ 3=6 → 能整除
- 除以 4: 末兩位 40;40 ÷ 4=10 → 能整除
- 除以 5: 末位 0 → 能整除
- 除以 6: 能被 2 和 3 整除 → 能整除
- 除以 7: 55440 ÷ 7=7920,整除 → 能整除
- 除以 8: 末三位 440;440 ÷ 8=55 → 能整除
- 除以 9: 數字和 18;18 ÷ 9=2 → 能整除
- 除以 10: 末位 0 → 能整除
- 除以 11: 交替數字和 0 − 4+4 − 5+5=0 → 能整除
55440=2⁴ × 3² × 5 × 7 × 11,可被 2 至 11 的全部十個除數整除。
特殊情況:零
依標準定義,0 能被每個非零整數整除。對任意非零 d,取 k=0,可使 0=d×0 成立。本工具對 n=0 的所有十個除數均回傳「能整除」。
精確度限制
本工具採用 64 位元浮點數運算,可精確表示絕對值不超過 2⁵³ ≈ 9×10¹⁵ 的整數。對絕對值超過 10¹⁵ 的整數,捨入誤差可能導致結果不正確。若需處理更大的整數整除問題,建議使用支援任意精確度整數運算的專用工具。
常見問題(FAQ)
為什麼 3 和 9 的整除性可以用數字和來判斷?
10 的任意次方除以 9 的餘數均為 1(對 3 亦然):10 ≡ 1、100 ≡ 1、1000 ≡ 1……,均在模 9 意義下成立。這表示一個數除以 9 的餘數,等於其各位數字之和除以 9 的餘數。以 12345 為例,數字和為 1+2+3+4+5=15,而 15 mod 9=6,故 12345 不能被 9 整除。對模 3 的推論完全相同,因為 10 ≡ 1(mod 3)亦成立。
如何不做除法判斷一個數能否被 7 整除?
最常用的心算方法:取末位數字乘以 2,從去掉末位後剩餘的數中減去此乘積,再對結果重複同樣操作,直到數字夠小為止。若最終結果是 0 或 7 的倍數,原數即可被 7 整除。以 343 為例:末位 3 乘以 2 得 6,34 減去 6 得 28;28 ÷ 7=4,故 343 能被 7 整除。本工具直接計算餘數,對大數而言比上述數字操作法更快。
0 能被所有整數整除嗎?
依標準定義,整數 a 能被非零整數 d 整除,是指存在整數 k 使得 a=d×k。當 a=0 時,取 k=0 即可:對任意非零 d,0=d×0 均成立。因此,0 確實能被每個非零整數整除。本工具對 n=0 的所有十個除數均回傳「能整除」。
大於 11 的質數是否也有整除性規則?
有,但隨除數增大,規則逐漸變得繁瑣。以 13 為例:取末位數字乘以 4,加到去掉末位後的餘數,重複此步驟。以 17 為例:取末位乘以 5 後相減。以 19 為例:取末位乘以 2 後相加。這些規則的原理,來自 10 對該質數的乘法反元素——與 7 和 11 的規則同出一理。實際上,對超過 13 的質數,直接相除或使用計算工具往往比數字操作更為便捷。