因数个数定理是用于计算一个正整数因数个数的重要定理。下面为你详细介绍:
定理内容
对于一个大于1的正整数 N,如果它可以分解质因数为 N=p1a1×p2a2×p3a3×⋅⋅⋅⋅⋅⋅×pnan,其中 p1,p2,p3,⋅⋅⋅⋅⋅⋅,pn 是不同的质数,a1,a2,a3,⋅⋅⋅⋅⋅⋅,an 是正整数,那么 N 的因数个数 d(N) 可以通过公式 d(N)=(a1+1)×(a2+1)×(a3+1)×⋅⋅⋅⋅⋅⋅×(an+1) 来计算。
推导过程
分析单个质因数幂的因数情况:
对于一个数 M=pa(p 为质数,a 为正整数),它的因数是 p0,p1,p2,⋅⋅⋅⋅⋅⋅,pa,共 a+1 个因数。例如,当 M=23 时,它的因数为 20=1,21=2,22=4,23=8,一共有 3+1=4 个因数。
考虑多个不同质因数幂乘积的因数情况:
当 N=p1a1×p2a2×p3a3×⋅⋅⋅⋅⋅⋅×pnan 时,根据乘法原理,N 的因数是由每个质因数幂的因数组合而成的。
从 p1a1 中选一个因数有 a1+1 种选法,从 p2a2 中选一个因数有 a2+1 种选法,以此类推,从 pnan 中选一个因数有 an+1 种选法。
所以 N 的因数个数就是各个质因数幂因数个数的乘积,即 d(N)=(a1+1)×(a2+1)×(a3+1)×⋅⋅⋅⋅⋅⋅×(an+1)。
示例
求 120 的因数个数。
分解质因数:
先将 120 分解质因数,120=23×31×51。
应用因数个数定理:
这里 p1=2,a1=3;p2=3,a2=1;p3=5,a3=1。
根据因数个数定理公式 d(N)=(a1+1)×(a2+1)×(a3+1),可得 d(120)=(3+1)×(1+1)×(1+1)
先计算括号内的值:3+1=4,1+1=2,1+1=2。
再计算乘积:4×2×2=16。
所以 120 一共有 16 个因数。