लघुतम समापवर्त्य: Difference between revisions

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{{Short description|Smallest positive number divisible by two integers}}
[[अंकगणित]] और [[संख्या सिद्धांत]] में, दो पूर्णांक a और b न्यूनतम सामान्य गुणक ('''Least common multiple'''), निम्नतम सामान्य गुणक ( '''lowest common multiple'''), या लघुतम सामान्य गुणक ('''smallest common multiple''') को एलसीएम (a, b) द्वारा दर्शाया जाता है, और यह सबसे लघुतम धनात्मक पूर्णांक (positive integer) होता है जो a और b दोनों से विभाज्य होता है।''<ref name=":1">{{Cite web|last=Weisstein|first=Eric W.|title=Least Common Multiple|url=https://mathworld.wolfram.com/LeastCommonMultiple.html|access-date=2020-08-30|website=mathworld.wolfram.com|language=en}}</ref>''चूँकि पूर्णांकों का शून्य से भाग अपरिभाषित (undefined) है, इसलिए इस परिभाषा का अर्थ केवल तभी संभव है जब a और b दोनों शून्य से अलग हों।''<ref name="auto">{{harvtxt|Long|1972|p=39}}</ref>''हालाँकि, कुछ लेखक एलसीएम (a,0) को सभी a के लिए 0 के रूप में परिभाषित करते हैं, क्योंकि a और 0 का एकमात्र सामान्य गुणज 0 है।
{{manual|date=February 2020}}
[[File:Symmetrical_5-set_Venn_diagram_LCM_2_3_4_5_7.svg|thumb|250px|वेन आरेख 2, 3, 4, 5 और 7 के संयोजन के कम से कम सामान्य गुणकों को दर्शाता है (6 को छोड़ दिया जाता है क्योंकि यह 2 & nbsp; & times; & nbsp; 3, दोनों पहले से ही प्रतिनिधित्व कर रहे हैं)।कार्ड गेम जिसमें 5 खिलाड़ियों के बीच समान रूप से विभाजित होने के लिए इसके कार्ड की आवश्यकता होती है, उन्हें कम से कम 60 कार्ड की आवश्यकता होती है, 2, 3, 4 और 5 सेट के चौराहे पर संख्या, लेकिन 7 सेट नहीं।]]
अंकगणित और संख्या सिद्धांत में, कम से कम सामान्य गुणक, सबसे कम सामान्य गुणक, या दो पूर्णांक a और b का सबसे छोटा सामान्य गुणक, जिसे आमतौर पर lcm (a, b) द्वारा दर्शाया जाता है, सबसे छोटा धनात्मक पूर्णांक होता है जो a और b दोनों से विभाज्य होता है''<ref name=":1">{{Cite web|last=Weisstein|first=Eric W.|title=Least Common Multiple|url=https://mathworld.wolfram.com/LeastCommonMultiple.html|access-date=2020-08-30|website=mathworld.wolfram.com|language=en}}</ref><रेफ> हार्डी एंड राइट, § 5.1, पी।48<nowiki></ref></nowiki>  चूंकि शून्य से पूर्णांक का विभाजन अपरिभाषित है, इसलिए इस परिभाषा का अर्थ केवल तभी होता है जब A और B दोनों शून्य से अलग हों।<ref name="auto">{{harvtxt|Long|1972|p=39}}</ref>   कुछ भी, कुछ लेखक एलसीएम (, 0) को सभी के लिए 0 के रूप में परिभाषित करते हैं, क्योंकि 0 ए और 0 का एकमात्र सामान्य मल्टीपल है।''


LCM सबसे कम सामान्य भाजक (LCD) है जिसका उपयोग अंशों को जोड़ने, घटाया या तुलना करने से पहले किया जा सकता है।
एलसीएम "सबसे कम सामान्य भाजक" (LCD) है जिसका उपयोग भिन्नों (fractions) को जोड़ने, घटाने या तुलना करने से पहले किया जाता है।


दो से अधिक पूर्णांक ए, बी, सी, से अधिक सामान्य कई कई।।।, आमतौर पर 'lcm (a, & nbsp; b, & nbsp; c।,) द्वारा निरूपित किया गया है, यह भी अच्छी तरह से परिभाषित किया गया है: यह सबसे छोटा सकारात्मक पूर्णांक है जो प्रत्येक, B, C, में से प्रत्येक द्वारा विभाज्य है।।।<ref name =: 1 />
दो से अधिक पूर्णांकों a, b, c....... का लघुत्तम समापवर्त्य, जिसे आमतौर पर एलसीएम (a, b, c, . . .) द्वारा दर्शाया जाता है, को भी अच्छी तरह से परिभाषित किया जाता है। यह सबसे छोटा धनात्मक पूर्णांक है जो a, b, c......प्रत्येक से विभाज्य होता है।


== अवलोकन ==
== अवलोकन ==
एक संख्या में से एक कई उस संख्या का उत्पाद और एक पूर्णांक है।उदाहरण के लिए, 10 5 में से एक है क्योंकि 5 × 2 = 10, इसलिए 10 5 और 2 से विभाज्य है। क्योंकि 10 सबसे छोटा सकारात्मक पूर्णांक है जो 5 और 2 दोनों से विभाज्य है, यह 5 का सबसे कम सामान्य मल्टीपल है और2. एक ही सिद्धांत द्वारा, 10 −5 और −2 के साथ -साथ कम से कम सामान्य कई है।
किसी संख्या का गुणज उस संख्या और पूर्णांक का गुणनफल होता है। उदाहरण के लिए 5 का गुणज 10 है क्योंकि 5 × 2 = 10, इसलिए 10, 5 और 2 से विभाज्य है। क्योंकि 10 सबसे छोटा धनात्मक पूर्णांक है जो 5 और 2 दोनों से विभाज्य है, यह 5 और 2 का सबसे छोटा सामान्य गुणज है। इसी सिद्धांत के अनुसार −5 और −2 का भी 10 सबसे छोटा सामान्य गुणज है।


=== संकेतन ===
=== संकेतन ===
दो पूर्णांक ए और बी में से कम से कम आम कई को एलसीएम (, बी) के रूप में दर्शाया गया है।<ref name=":1" /> Some older textbooks use [''a'', ''b''].<ref name="auto"/><ref>{{harvtxt|Pettofrezzo|Byrkit|1970|p=56}}</ref>
दो पूर्णांकों a और b के लघुत्तम समापवर्त्य को एलसीएम (a, b) के रूप में दर्शाया जाता है।<ref name=":1" /> कुछ पुरानी पाठ्यपुस्तकें [''a'', ''b''] का उपयोग करती हैं।<ref name="auto"/><ref>{{harvtxt|Pettofrezzo|Byrkit|1970|p=56}}</ref>


=== उदाहरण ===
=== उदाहरण ===
:<math>\operatorname{lcm}(4, 6)</math>
:<math>\operatorname{lcm}(4, 6)</math>


4 के गुणक हैं:
4 के गुणज हैं


:<math> 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 68, 72, 76, ...</math>
:<math> 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 68, 72, 76, ...</math>
6 के गुणक हैं:
6 के गुणज हैं


:<math> 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, ...</math>
:<math> 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, ...</math>
4 और 6 के सामान्य गुणक संख्याएँ हैं जो दोनों सूचियों में हैं:
4 और 6 के सामान्य गुणज संख्याएँ हैं जो दोनों सूचियों में हैं


:<math> 12, 24, 36, 48, 60, 72, ...</math>
:<math> 12, 24, 36, 48, 60, 72, ...</math>
इस सूची में, सबसे छोटी संख्या 12 है। इसलिए, सबसे कम सामान्य मल्टीपल है & nbsp; 12।
इस सूची में सबसे छोटी संख्या 12 है, इसलिए सबसे छोटा सामान्य गुणज 12 है।


== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
सरल अंशों को जोड़ने, घटाने या तुलना करते समय, कम से कम सामान्य कई में डेनोमिनेटर (अक्सर सबसे कम सामान्य भाजक कहा जाता है) का उपयोग किया जाता है, क्योंकि प्रत्येक अंश को इस भर्ती के साथ एक अंश के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।उदाहरण के लिए,
साधारण भिन्नों (fractions) को जोड़ते, घटाते या तुलना करते समय, हर (denominator) के सबसे छोटा सामान्य गुणज  (जिसे अक्सर सबसे कम सामान्य भाजक कहा जाता है) का उपयोग किया जाता है, क्योंकि प्रत्येक भिन्न (fraction) को उस  भिन्न (fraction) के हर (denominator) के साथ दर्शाया जाता है। उदाहरण के लिए,


:<math>{2\over21}+{1\over6}={4\over42}+{7\over42}={11\over42}</math>
:<math>{2\over21}+{1\over6}={4\over42}+{7\over42}={11\over42}</math>
जहां हर 42 का उपयोग किया गया था, क्योंकि यह 21 और 6 में से कम से कम आम है।
यहाँ हर 42 का इस्तेमाल किया गया था, क्योंकि यह 21 और 6 का सबसे छोटा सामान्य गुणक है।


=== गियर समस्या ===
=== गियर समस्या ===
मान लीजिए कि एक मशीन में दो मेशिंग गियर हैं, क्रमशः एम और एन दांत होते हैं, और गियर को पहले गियर के केंद्र से दूसरे गियर के केंद्र तक खींचे गए एक लाइन सेगमेंट द्वारा चिह्नित किया जाता है।जब गियर घूमने लगते हैं, तो पहले गियर को रोटेशन की संख्या पूरी होनी चाहिए ताकि लाइन सेगमेंट को फिर से प्राप्त किया जा सके <math>\operatorname{lcm}(m, n)</math>।पहला गियर पूरा होना चाहिए <math>\operatorname{lcm}(m, n)\over m</math> वास्तविकता के लिए रोटेशन।उस समय तक, दूसरे गियर ने बनाया होगा <math>\operatorname{lcm}(m, n)\over n</math> घुमाव।
मान लीजिए कि एक मशीन में दो [[:en:Gear|मेशिंग गियर]] हैं, जिनमें क्रमशः m और n दांत हैं, और गियर्स को पहले गियर के केंद्र से दूसरे गियर के केंद्र तक खींचे गए रेखा खंड (लाइन सेगमेंट) द्वारा चिह्नित किया जाता है। जब गियर घूमना प्रारम्भ करते हैं, तो रेखा खंड (लाइन सेगमेंट) को फिर से संरेखित करने के लिए पहले गियर को जितने घुमावों को पूरा करना होगा, उनकी गणना  <math>\operatorname{lcm}(m, n)</math> का उपयोग करके की जा सकती है। पहले गियर को पूरा के लिए <math>\operatorname{lcm}(m, n)\over m</math> रोटेशन को पूरा करना होगा। उस समय तक, दूसरे गियर ने <math>\operatorname{lcm}(m, n)\over n</math> घुमाव बना लिए होंगे।


=== ग्रह संरेखण ====
=== ग्रह संरेखण ===
{{See also|Planetary alignment}}
मान लीजिए कि एक तारे के चारों ओर घूमने वाले तीन ग्रह हैं जो अपनी कक्षाओं को पूरा करने के लिए क्रमशः l, m और n इकाई समय लेते हैं। मान लें कि l, m और पूर्णांक हैं। यह मानते हुए कि ग्रह एक प्रारंभिक रैखिक संरेखण के बाद तारे के चारों ओर घूमना शुरू कर देते हैं, सभी ग्रह  <math>\operatorname{lcm}(l, m, n)</math> समय की इकाइयों के बाद फिर से एक रैखिक संरेखण प्राप्त करते हैं। इस समय, पहला, दूसरा और तीसरा ग्रह <math>\operatorname{lcm}(l, m, n)\over l</math>, <math>\operatorname{lcm}(l, m, n)\over m</math> तथा <math>\operatorname{lcm}(l, m, n)\over n</math> तारे के चारों ओर क्रमशः परिक्रमा करते हैं।<ref>{{Cite web|url=https://spacemath.gsfc.nasa.gov/weekly/6Page41.pdf|title=nasa spacemath}}</ref>
मान लीजिए कि तीन ग्रह एक तारे के चारों ओर घूमते हैं जो अपनी कक्षाओं को पूरा करने के लिए क्रमशः एल, एम और एन इकाइयों को लेते हैं।मान लें कि एल, एम और एन पूर्णांक हैं।ग्रहों को एक प्रारंभिक रैखिक संरेखण के बाद स्टार के चारों ओर घूमना शुरू कर दिया, सभी ग्रहों ने फिर से एक रैखिक संरेखण प्राप्त किया <math>\operatorname{lcm}(l, m, n)</math> समय की इकाइयाँ।इस समय, पहला, दूसरा और तीसरा ग्रह पूरा हो जाएगा <math>\operatorname{lcm}(l, m, n)\over l</math>, <math>\operatorname{lcm}(l, m, n)\over m</math> तथा <math>\operatorname{lcm}(l, m, n)\over n</math> ऑर्बिट्स, क्रमशः, स्टार के चारों ओर।<ref>{{Cite web|url=https://spacemath.gsfc.nasa.gov/weekly/6Page41.pdf|title=nasa spacemath}}</ref>


== गणना ==
== गणना ==


=== सबसे महान सामान्य भाजक का उपयोग करना ===
=== महत्तम समापवर्तक (greatest common divisor) का उपयोग करना ===
कम से कम सामान्य मल्टीपल को सूत्र के साथ सबसे महान सामान्य भाजक (GCD) से गणना की जा सकती है
सूत्र (formula) के साथ महत्तम समापवर्तक (GCD) से लघुत्तम समापवर्त्य की गणना की जा सकती है,
:<math>\operatorname{lcm}(a,b)=\frac{|ab|}{\gcd(a,b)}.</math>
:<math>\operatorname{lcm}(a,b)=\frac{|ab|}{\gcd(a,b)}.</math>
परिणाम से बड़े होने वाले पूर्णांक को पेश करने से बचने के लिए, समतुल्य सूत्रों का उपयोग करना सुविधाजनक है
परिणाम से बड़े पूर्णांकों को प्रस्तुत करने से बचने के लिए, समतुल्य सूत्रों का उपयोग करना सुविधाजनक है,
:<math>\operatorname{lcm}(a,b)=|a|\,\frac{|b|}{\gcd(a,b)} = |b|\,\frac{|a|}{\gcd(a,b)} ,</math>
:<math>\operatorname{lcm}(a,b)=|a|\,\frac{|b|}{\gcd(a,b)} = |b|\,\frac{|a|}{\gcd(a,b)} ,</math>
जहां विभाजन का परिणाम हमेशा एक पूर्णांक होता है।
जहां विभाजन का परिणाम हमेशा एक पूर्णांक होता है।


ये सूत्र भी मान्य हैं जब वास्तव में एक {{math|''a''}} तथा {{math|''b''}} है {{math|0}}, जबसे {{math|1=gcd(''a'', 0) = {{abs|''a''}}}}।हालांकि, अगर दोनों {{math|''a''}}{{math|}} तथा {{math|''b''}} हैं {{math|0}}, ये सूत्र शून्य से विभाजन का कारण बनेंगे;इसलिए, {{math|1=lcm(0, 0) = 0}} एक विशेष मामला माना जाना चाहिए।
ये सूत्र तब भी मान्य होते हैं जब a और b में से कोई एक 0 हो, क्योंकि जीसीडी (a, 0) = |a|। हालाँकि, यदि a और b दोनों 0 हैं, तो ये सूत्र शून्य से भाग देंगे; इसलिए, {{math|1=lcm(0, 0) = 0}} को एक विशेष स्थिति माना जाना चाहिए।


ऊपर दिए गए उदाहरण पर लौटने के लिए,
ऊपर दिए गए उदाहरण पर लौटने के लिए,
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=  42.
=  42.
</math>
</math>
फास्ट एल्गोरिदम हैं, जैसे कि जीसीडी की गणना के लिए यूक्लिडियन एल्गोरिथ्म जो कि संख्याओं को फैक्टर करने की आवश्यकता नहीं है।बहुत बड़े पूर्णांक के लिए, तीन शामिल संचालन (गुणा, जीसीडी, और डिवीजन) के लिए और भी तेज एल्गोरिदम हैं;तेजी से गुणा देखें।चूंकि ये एल्गोरिदम समान आकार के कारकों के साथ अधिक कुशल हैं, इसलिए यह तर्क के जीसीडी द्वारा एलसीएम के सबसे बड़े तर्क को विभाजित करने के लिए अधिक कुशल है, जैसा कि ऊपर दिए गए उदाहरण में है।
तेज़ एल्गोरिदम जैसे [https://en.wikipedia.org/wiki/Euclidean_algorithm|'''यूक्लिडियन एल्गोरिथम'''] में जीसीडी की गणना के लिए संख्याओं को गुणक (factor) करने की आवश्यकता नहीं होती है। बहुत बड़े पूर्णांक के लिए, तीन शामिल संचालन (गुणा, जीसीडी, और डिवीजन) के लिए और भी तेज एल्गोरिदम हैं, [https://en.wikipedia.org/wiki/Multiplication_algorithm|'''तेज गुणा'''] देखीये। चूंकि ये एल्गोरिदम समान आकार के कारकों के साथ अधिक कुशल हैं, इसलिए एलसीएम के सबसे बड़े तर्क को तर्कों के जीसीडी द्वारा विभाजित करना अधिक कुशल है, जैसा कि ऊपर के उदाहरण में है।
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


=== प्राइम फैक्टरकरण का उपयोग करना ===
=== प्राइम फैक्टरकरण का उपयोग करना ===
अद्वितीय कारकीकरण प्रमेय इंगित करता है कि 1 से अधिक प्रत्येक सकारात्मक पूर्णांक को केवल एक ही तरीके से प्राइम नंबरों के उत्पाद के रूप में लिखा जा सकता है।प्राइम नंबरों को परमाणु तत्वों के रूप में माना जा सकता है, जो संयुक्त होने पर एक समग्र संख्या बनाते हैं।
अद्वितीय गुणनखंड प्रमेय इंगित करता है कि 1 से बड़ा प्रत्येक धनात्मक पूर्णांक केवल एक ही तरीके से अभाज्य संख्याओं (prime numbers) के गुणनफल के रूप में लिखा जा सकता है। अभाज्य संख्याओं को परमाणु तत्व मान सकते है, जो संयुक्त होने पर एक संमिश्र संख्या (composite number) बनाते हैं।


उदाहरण के लिए:
उदाहरण के लिए:


:<math>90 = 2^1 \cdot 3^2 \cdot 5^1 = 2 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 5. </math>
:<math>90 = 2^1 \cdot 3^2 \cdot 5^1 = 2 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 5. </math>
यहाँ, समग्र संख्या 90 प्राइम नंबर 2 के एक परमाणु, प्राइम नंबर 3 के दो परमाणु और प्राइम नंबर 5 के एक परमाणु से बना है।
यहां, संमिश्र संख्या 90 अभाज्य संख्या 2 के एक परमाणु, अभाज्य संख्या 3 के दो परमाणुओं और अभाज्य संख्या 5 के एक परमाणु से बनी है।


इस तथ्य का उपयोग संख्याओं के एक सेट के LCM को खोजने के लिए किया जा सकता है।
इस तथ्य का उपयोग संख्याओं के समूह का एलसीएम (LCM) ज्ञात करने के लिए किया जा सकता है।


उदाहरण: LCM (8,9,21)
उदाहरण: एलसीएम (8,9,21)


प्रत्येक संख्या को कारक करें और इसे प्राइम नंबर शक्तियों के उत्पाद के रूप में व्यक्त करें।
प्रत्येक संख्या का गुणनखंड करें और इसे अभाज्य संख्या घातों के गुणनफल के रूप में व्यक्त करें।


: <math>
: <math>
Line 83: Line 89:
\end{align}
\end{align}
</math>
</math>
LCM प्रत्येक प्राइम नंबर की उच्चतम शक्ति को एक साथ गुणा करने का उत्पाद होगा।तीन प्राइम नंबर 2, 3 और 7 की उच्चतम शक्ति 2 है<sup>3</sup>, 3<sup>2</sup>, and 7<sup>1</sup> क्रमश।इस प्रकार,
एलसीएम (LCM) प्रत्येक अभाज्य संख्या की उच्चतम घात (highest power) को एक साथ गुणा करने का गुणनफल होता है। तीन अभाज्य संख्याओं 2, 3 और 7 की उच्चतम घात क्रमशः 23, 32 और 71 है। इस प्रकार,


:<math>\operatorname{lcm}(8,9,21) = 2^3 \cdot 3^2 \cdot 7^1 = 8 \cdot 9 \cdot 7 = 504. </math>
:<math>\operatorname{lcm}(8,9,21) = 2^3 \cdot 3^2 \cdot 7^1 = 8 \cdot 9 \cdot 7 = 504. </math>
यह विधि सबसे बड़ी आम भाजक को कम करने के रूप में कुशल नहीं है, क्योंकि पूर्णांक कारक के लिए कोई ज्ञात सामान्य कुशल एल्गोरिथ्म नहीं है।
यह विधि सबसे बड़े सामान्य भाजक को कम करने के रूप में कुशल नहीं है, क्योंकि पूर्णांक गुणन के लिए कोई ज्ञात सामान्य कुशल एल्गोरिथ्म नहीं है।


एक ही विधि को वेन आरेख के साथ भी चित्रित किया जा सकता है, जिसमें प्रत्येक सर्कल में प्रदर्शित दो संख्याओं में से प्रत्येक के प्रमुख कारक और चौराहे में आम तौर पर साझा किए गए सभी कारक हैं।LCM तब आरेख में सभी प्रमुख संख्याओं को गुणा करके पाया जा सकता है।
एक ही विधि को वेन आरेख के साथ भी चित्रित किया जा सकता है, प्रत्येक सर्कल में प्रदर्शित दो संख्याओं में से प्रत्येक के अभाज्य गुणनखंड के साथ  और वे सभी कारक जो प्रतिच्छेदन (intersection) में समान रूप से साझा करते हैं। एलसीएम (LCM) तब आरेख में सभी अभाज्य संख्याओं को गुणा करके पाया जा सकता है।


यहाँ एक उदाहरण है:
यहाँ एक उदाहरण है,


: 48 = 2 × 2 × 2 × 2 × 3,
: 48 = 2 × 2 × 2 × 2 × 3,
: 180 = 2 × 2 × 3 × 3 × 5,
: 180 = 2 × 2 × 3 × 3 × 5,


दो 2 एस और एक 3 साझा साझा करना:
दो "2" और एक "3" को साझा करना,


:[[Image:least common multiple.svg|400px]]
:[[Image:least common multiple.svg|400px]]
: कम से कम सामान्य = 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 3 × 3 × 5 = 720
: कम से कम सामान्य गुणक (Least common multiple) = 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 3 × 3 × 5 = 720
: सबसे बड़ा सामान्य भाजक = 2 × 2 × 3 = 12
: महत्तम समापवर्तक (greatest common divisor) = 2 × 2 × 3 = 12


यह सबसे महान सामान्य भाजक (GCD) के लिए भी काम करता है, सिवाय इसके कि वेन आरेख में सभी संख्याओं को गुणा करने के बजाय, एक केवल उन प्रमुख कारकों को गुणा करता है जो चौराहे में हैं।इस प्रकार 48 और 180 का GCD 2 & nbsp; × & nbsp; 2 & nbsp; × & nbsp; 3 & nbsp; = & nbsp; 12।
यह महत्तम समापवर्तक (GCD) के लिए भी काम करता है, सिवाय इसके कि वेन आरेख में सभी संख्याओं को गुणा करने के बजाय, केवल उन प्रमुख कारकों को गुणा किया जाता है जो प्रतिच्छेदन (intersection) में हैं। इस प्रकार 48 और 180 का जीसीडी 2 × 2 × 3 = 12 है।


=== एक साधारण एल्गोरिथ्म का उपयोग करना ===
=== एक साधारण एल्गोरिथ्म का उपयोग करना ===
यह विधि कई पूर्णांक के LCM को खोजने के लिए आसानी से काम करती है।{{citation needed|date=March 2020}}
यह विधि अनेक पूर्णांकों का एलसीएम (LCM) ज्ञात करने के लिए सरलता से कार्य करती है।{{citation needed|date=March 2020}}
चलो सकारात्मक पूर्णांक x = (x का एक परिमित अनुक्रम हो<sub>1</sub>, ''x''<sub>2</sub>, ..., ''x''<sub>''n''</sub>), ''n'' > 1. The algorithm proceeds in steps as follows: on each step ''m'' it examines and updates the sequence ''X''<sup>(''m'')</sup> = (''x''<sub>1</sub><sup>(''m'')</sup>, ''x''<sub>2</sub><sup>(''m'')</sup>, ..., ''x''<sub>''n''</sub><sup>(''m'')</sup>), ''X''<sup>(1)</sup> = ''X'', where ''X''<sup>(''m'')</sup> is the ''m''th iteration of ''X'', that is, ''X'' at step ''m'' of the algorithm, etc. The purpose of the examination is to pick the least (perhaps, one of many) element of the sequence ''X''<sup>(''m'')</sup>. Assuming ''x''<sub>''k''<sub>0</sub></sub><sup>(''m'')</sup> is the selected element, the sequence ''X''<sup>(''m''+1)</sup>की तरह परिभाषित किया गया है


: एक्स<sub>''k''</sub><sup>(''m''+1)</sup> = ''x''<sub>''k''</sub><sup>(''m'')</sup>, ''k'' ≠ ''k''<sub>0</sub>: एक्स<sub>''k''<sub>0</sub></sub><sup>(''m''+1)</sup> = ''x''<sub>''k''<sub>0</sub></sub><sup>(''m'')</sup> + ''x''<sub>''k''<sub>0</sub></sub><sup>(1)</sup>
मान लीजिए कि धनात्मक पूर्णांकों X = (x1, x2, ..., xn), n > 1 का एक परिमित अनुक्रम है। एल्गोरिथ्म निम्नानुसार आगे बढ़ता है, प्रत्येक चरण m पर यह अनुक्रम X(m) = (x1(m), x2(m), ..., xn(m)), X(1) = X की जांच और अद्यतन करता है, जहां X(m) X का mवां पुनरावृत्ति है, जो कि एल्गोरिथम के चरण m पर X है , आदि। परीक्षा का उद्देश्य अनुक्रम X(m) के सबसे कम (शायद, कई में से एक) तत्व को चुनना है। यह मानते हुए कि xk0(m) चयनित तत्व है, अनुक्रम X(m 1) को इस प्रकार परिभाषित किया गया है
दूसरे शब्दों में, कम से कम तत्व को संबंधित एक्स द्वारा बढ़ाया जाता है जबकि बाकी तत्व एक्स से गुजरते हैं<sup>(''m'')</sup> to ''X''<sup>(''m''+1)</sup>अपरिवर्तित।


एल्गोरिथ्म तब बंद हो जाता है जब अनुक्रम एक्स में सभी तत्व<sup>(''m'')</sup>बराबर हैं।उनका सामान्य मूल्य L बिल्कुल LCM (x) है।
''x<sub>k</sub>''<sup>(''m''+1)</sup> = ''x<sub>k</sub>''<sup>(''m'')</sup>, ''k'' ≠ ''k''<sub>0</sub>


उदाहरण के लिए, यदि x = x<sup>(1)</sup>= (3, 4, 6), एल्गोरिथ्म में कदम उत्पादन:
''x<sub>k</sub>''<sub>0</sub><sup>(''m''+1)</sup> = ''x<sub>k</sub>''<sub>0</sub><sup>(''m'')</sup> + ''x<sub>k</sub>''<sub>0</sub><sup>(1)</sup>
:एक्स<sup>(2)</sup>= (6, 4, 6)
:एक्स<sup>(3)</sup>= (6, 8, 6)
:एक्स<sup>(4)</sup>= (6, 8, 12) - दूसरा 6 चुनकर
:एक्स<sup>(5)</sup>= (9, 8, 12)
:एक्स<sup>(6)</sup>= (9, 12, 12)
:एक्स<sup>(7)</sup>= (12, 12, 12) तो एलसीएम = 12।


=== टेबल-मेथोड === का उपयोग करना
दूसरे शब्दों में, सबसे छोटा तत्व संगत x से बढ़ जाता है जबकि शेष तत्व ''X''<sup>(''m'')</sup> से ''X''<sup>(''m''+1)</sup>तक अपरिवर्तित हो जाते हैं।
यह विधि किसी भी संख्या के लिए काम करती है।एक तालिका में सभी संख्याओं को लंबवत रूप से सूचीबद्ध करके शुरू होता है (इस उदाहरण में 4, 7, 12, 21, और 42):
 
<div style = font-family: monospace;>
एल्गोरिथ्म तब बंद हो जाता है जब अनुक्रम ''X''<sup>(''m'')</sup> में सभी तत्व समान होते हैं। इनका उभयनिष्ठ मान L बिल्कुल एलसीएम (X) है।
: ४
 
: 7
उदाहरण के लिए, यदि x = x<sup>(1)</sup>= (3, 4, 6), एल्गोरिथ्म में कदम उत्पादन
: 12
 
: २१
''X''<sup>(2)</sup> = (6, 4, 6)
: ४२
 
</div>
''X''<sup>(3)</sup> = (6, 8, 6)
प्रक्रिया सभी संख्याओं को 2 से विभाजित करने से शुरू होती है। यदि 2 उनमें से किसी को समान रूप से विभाजित करता है,यह नया कॉलम।यदि कोई संख्या समान रूप से विभाज्य नहीं है, तो बस संख्या को फिर से लिखें।यदि 2 किसी भी संख्या में समान रूप से विभाजित नहीं होता है, तो इस प्रक्रिया को अगले सबसे बड़े प्राइम नंबर, 3 (नीचे देखें) के साथ दोहराएं।
 
''X''<sup>(4)</sup> = (6, 8, 12)  दूसरा 6 चुनकर
 
''X''<sup>(5)</sup> = (9, 8, 12)
 
''X''<sup>(6)</sup> = (9, 12, 12)
 
''X''<sup>(7)</sup> = (12, 12, 12) तो एलसीएम = 12।
 
'''टेबल-मेथोड का उपयोग करना'''
 
यह विधि किसी भी संख्या के लिए काम करती है। एक तालिका में सभी संख्याओं को लंबवत रूप से सूचीबद्ध करके यह शुरूहोता है (इस उदाहरण में 4, 7, 12, 21, और 42
 
4
 
7
 
12
 
21
 
42
 
प्रक्रिया सभी संख्याओं को 2 से विभाजित करके शुरूहोती है। यदि 2 उनमें से किसी को समान रूप से विभाजित करता है, तो तालिका के शीर्ष पर एक नए कॉलम में 2 लिखें, और इस नए कॉलम में दाईं ओर के स्थान में प्रत्येक संख्या के 2 से विभाजन का परिणाम लिखें। यदि कोई संख्या समान रूप से विभाज्य नहीं है, तो बस उस संख्या को फिर से लिखें। यदि 2 किसी भी संख्या में समान रूप से विभाजित नहीं होता है, तो इस प्रक्रिया को अगली सबसे बड़ी अभाज्य संख्या, 3 (नीचे देखें) के साथ दोहराएं।


{| class="wikitable" style="text-align:right"
{| class="wikitable" style="text-align:right"
Line 151: Line 172:
| '''21'''
| '''21'''
|}
|}
अब, यह मानते हुए कि 2 ने कम से कम एक नंबर (इस उदाहरण के रूप में) विभाजित किया, जांच करें कि क्या 2 फिर से विभाजित है:
अब, यह मानते हुए कि 2 ने कम से कम एक संख्या को विभाजित किया है (जैसा कि इस उदाहरण में है), जांचें कि क्या 2 फिर से विभाजित होता है,


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| 21
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एक बार 2 अब वर्तमान कॉलम में किसी भी संख्या को विभाजित नहीं करता है, अगले बड़े प्राइम द्वारा विभाजित करके प्रक्रिया को दोहराएं, 3. एक बार 3 अब विभाजित नहीं होता है, अगले बड़े प्राइम्स, 5 फिर 7, आदि की कोशिश करें। प्रक्रिया तब समाप्त हो जाती है जब सभी के सभीसंख्या 1 तक कम हो गई है (अंतिम प्राइम डिविज़र के तहत कॉलम में केवल 1 का होता है)।
एक बार जब 2 वर्तमान कॉलम में किसी भी संख्या को विभाजित नहीं करता है, तो अगले बड़े अभाज्य 3 से विभाजित करके प्रक्रिया को दोहराएं, 3 अब विभाजित नहीं होता है तो अगले बड़े अभाज्यों का प्रयास करें, 5 फिर 7, आदि। प्रक्रिया समाप्त हो जाती है जब सभी संख्याओं को घटाकर 1 कर दिया जाता है (अंतिम अभाज्य भाजक के नीचे के स्तंभ में केवल 1 है)।


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| '''1'''
| '''1'''
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अब, LCM प्राप्त करने के लिए शीर्ष पंक्ति में संख्याओं को गुणा करें।इस मामले में, यह है {{nowrap|1=2&nbsp;×&nbsp;2&nbsp;×&nbsp;3&nbsp;×&nbsp;7&nbsp;=&nbsp;84}}।
अब, एलसीएम निकालने के लिए शीर्ष पंक्ति में संख्याओं को गुणा करें। इस मामले में, यह 2 × 2 × 3 × 7 = 84 है।
 
एक सामान्य कम्प्यूटेशनल एल्गोरिथ्म के रूप में, उपरोक्त काफी अक्षम है। कोई भी इसे सॉफ़्टवेयर में कभी भी लागू नहीं करना चाहेगा। इसमें बहुत अधिक चरण होते हैं और इसके लिए बहुत अधिक संग्रहण स्थान की आवश्यकता होती है। पहले जीसीडी की गणना करने के लिए यूक्लिड के एल्गोरिदम का उपयोग करके और फिर विभाजन द्वारा एलसीएम प्राप्त करके एक अधिक कुशल संख्यात्मक एल्गोरिदम प्राप्त किया जा सकता है।
 
 
 
 
 
 
 
 
 


एक सामान्य कम्प्यूटेशनल एल्गोरिथ्म के रूप में, उपरोक्त काफी अक्षम है।कोई इसे सॉफ्टवेयर में कभी भी लागू नहीं करना चाहेगा: इसमें बहुत सारे कदम लगते हैं और इसके लिए बहुत अधिक भंडारण स्थान की आवश्यकता होती है।पहले GCD की गणना करने के लिए Euclid के एल्गोरिथ्म का उपयोग करके एक अधिक कुशल संख्यात्मक एल्गोरिथ्म प्राप्त किया जा सकता है, और फिर विभाजन द्वारा LCM प्राप्त किया जा सकता है।


== सूत्र ==
== सूत्र ==


=== अंकगणित का मौलिक प्रमेय ===
=== अंकगणित का मौलिक प्रमेय ===
अंकगणित के मौलिक सिद्धांत के अनुसार, 1 से अधिक पूर्णांक को कारकों के आदेश तक, प्राइम नंबरों के उत्पाद के रूप में विशिष्ट रूप से प्रतिनिधित्व किया जा सकता है:
अंकगणित के मौलिक प्रमेय के अनुसार, 1 से अधिक के प्रत्येक पूर्णांक को विशिष्ट रूप से अभाज्य संख्याओं के गुणनफल के रूप में, गुणक (factors) के क्रम तक दर्शाया जा सकता है,


:<math>n = 2^{n_2} 3^{n_3} 5^{n_5} 7^{n_7} \cdots = \prod_p p^{n_p},</math>
:<math>n = 2^{n_2} 3^{n_3} 5^{n_5} 7^{n_7} \cdots = \prod_p p^{n_p},</math>
जहां घातांक n<sub>2</sub>, ''n''<sub>3</sub> ... गैर-नकारात्मक पूर्णांक हैं;उदाहरण के लिए, 84 = 2<sup>2</sup> 3<sup>1</sup> 5<sup>0</sup> 7<sup>1</sup> 11<sup>0</sup> 13<sup>0</sup>...
जहां घातांक (exponents) n<sub>2</sub>, ''n''<sub>3</sub> ... गैर-नकारात्मक पूर्णांक हैं, उदाहरण के लिए, 84 = 2<sup>2</sup> 3<sup>1</sup> 5<sup>0</sup> 7<sup>1</sup> 11<sup>0</sup> 13<sup>0</sup>...


दो सकारात्मक पूर्णांक को देखते हुए <math display="inline">a = \prod_p p^{a_p}</math> तथा <math display="inline">b = \prod_p p^{b_p}</math>, उनके कम से कम सामान्य और सबसे बड़े सामान्य भाजक को सूत्र द्वारा दिया गया है
दो सकारात्मक पूर्णांक को देखते हुए <math display="inline">a = \prod_p p^{a_p}</math> तथा <math display="inline">b = \prod_p p^{b_p}</math>, उनके कम से कम सामान्य और सबसे बड़े सामान्य भाजक को सूत्र द्वारा दिया गया है
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यह देता है
यह देता है
:<math>\gcd(a,b) \operatorname{lcm}(a,b) = ab.</math>
:<math>\gcd(a,b) \operatorname{lcm}(a,b) = ab.</math>
वास्तव में, प्रत्येक तर्कसंगत संख्या को विशिष्ट रूप से प्राइम्स के उत्पाद के रूप में लिखा जा सकता है, अगर नकारात्मक घातांक की अनुमति है।जब यह किया जाता है, तो उपरोक्त सूत्र मान्य रहते हैं।उदाहरण के लिए:
वास्तव में, प्रत्येक परिमेय संख्या (rational numbers) को विशिष्ट रूप से अभाज्य संख्याओं के गुणनफल के रूप में लिखा जा सकता है, यदि ऋणात्मक घातांक (negative exponents) की अनुमति हो। जब ऐसा किया जाता है, तो उपरोक्त सूत्र मान्य रहते हैं। उदाहरण के लिए,
:<math>\begin{align}
:<math>\begin{align}
   4 &= 2^2 3^0,                  & 6 &= 2^1 3^1,    & \gcd(4, 6) &= 2^1 3^0 = 2,    & \operatorname{lcm}(4,6) &= 2^2  3^1 = 12. \\[8pt]
   4 &= 2^2 3^0,                  & 6 &= 2^1 3^1,    & \gcd(4, 6) &= 2^1 3^0 = 2,    & \operatorname{lcm}(4,6) &= 2^2  3^1 = 12. \\[8pt]
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=== जाली-सिद्धांत ===
=== जाली-सिद्धांत ===
सकारात्मक पूर्णांक को आंशिक रूप से विभाजन द्वारा आदेश दिया जा सकता है: यदि A विभाजित B (यानी, यदि B एक पूर्णांक है, A) A) A) B (या समकक्ष, B) A) लिखें।(ध्यान दें कि are की सामान्य परिमाण-आधारित परिभाषा का उपयोग यहां नहीं किया गया है।)
धनात्मक पूर्णांकों को आंशिक रूप से विभाज्यता द्वारा क्रमित किया जा सकता है, यदि a, b को विभाजित करता है (अर्थात, यदि b, a का पूर्णांक गुणज है) तो a b (या समकक्ष, b ≥ a) लिखें। (ध्यान दें कि की सामान्य परिमाण-आधारित परिभाषा का उपयोग यहां नहीं किया गया है।)


इस आदेश के तहत, सकारात्मक पूर्णांक एक जाली बन जाते हैं, GCD द्वारा दिए गए और LCM द्वारा दिए गए जुड़ने के साथ।सबूत सीधा है, अगर थोड़ा थकाऊ;यह जाँचने के लिए है कि LCM और GCD मीट और जॉइन के लिए स्वयंसिद्धों को संतुष्ट करते हैं।LCM और GCD को इस अधिक सामान्य संदर्भ में रखना उनके बीच एक द्वंद्व स्थापित करता है:
इस आदेश के तहत, सकारात्मक पूर्णांक जीसीडी (GCD) द्वारा दिए गए और एलसीएम (LCM) द्वारा दिए गए जुड़ने के साथ एक जाली बन जाते हैं। सबूत सीधा है, यह जाँचने के लिए है कि एलसीएम (LCM) और जीसीडी (GCD) मिलने और जुड़ने के लिए स्वयंसिद्धों को संतुष्ट करते हैं। एलसीएम और जीसीडी को इस अधिक सामान्य संदर्भ में रखना उनके बीच एक द्वंद्व स्थापित करता है।


: यदि पूर्णांक चर, GCD, LCM, and और entive शामिल एक सूत्र सत्य है, तो LCM के साथ GCD को स्विच करके प्राप्त किया गया सूत्र और ≤ के साथ। स्विच करना भी सच है।(याद रखें। विभाजन के रूप में परिभाषित किया गया है)।
यदि पूर्णांक चरों, जीसीडी (GCD), एलसीएम (LCM), और को शामिल करने वाला सूत्र सत्य है, तो जीसीडी (GCD) को एलसीएम (LCM) से बदलने और के साथ बदलने से प्राप्त सूत्र भी सत्य है। (याद रखें को डिवाइड के रूप में परिभाषित किया गया है)।


दोहरे सूत्रों के निम्नलिखित जोड़े सामान्य जाली-सिद्धांत संबंधी पहचान के विशेष मामले हैं।
दोहरे सूत्रों के निम्नलिखित जोड़े सामान्य जाली-सैद्धांतिक पहचान के विशेष मामले हैं।


{| style="margin:0;" cellpadding="0" border="0" cellspacing="0"
{| style="margin:0;" cellpadding="0" border="0" cellspacing="0"
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;[[commutative operation|Commutative laws]]
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;क्रमविनिमेयता [[commutative operation|(Commutative laws)]]
:<math>\operatorname{lcm}(a, b) = \operatorname{lcm}(b, a),</math>
:<math>\operatorname{lcm}(a, b) = \operatorname{lcm}(b, a),</math>
:<math>\gcd(a, b) =\gcd( b, a).</math>
:<math>\gcd(a, b) =\gcd( b, a).</math>
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| &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
| &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
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;[[Lattice (order)#Connection between the two definitions|Define divides in terms of lcm and gcd]]
;[[Lattice (order)#Connection between the two definitions|विभाजन को lcm और gcd के रूप में परिभाषित करें]]
:<math>a \ge b \iff a = \operatorname{lcm}(a,b),</math>
:<math>a \ge b \iff a = \operatorname{lcm}(a,b),</math>
:<math>a \le b \iff a = \gcd(a,b).</math>
:<math>a \le b \iff a = \gcd(a,b).</math>
|}
|}
यह भी दिखाया जा सकता है<ref>The next three formulas are from Landau, Ex. III.3, p. 254</ref> यह जाली वितरण है;यानी, LCM GCD पर वितरित करता है और GCD LCM पर वितरित करता है:
यह भी दिखाया जा सकता है<ref>The next three formulas are from Landau, Ex. III.3, p. 254</ref> यह जाली वितरण है, यानी एलसीएम (LCM)  जीसीडी (GCD) पर वितरित करता है और जीसीडी (GCD) एलसीएम (LCM) पर वितरित करता है,


:<math>\operatorname{lcm}(a,\gcd(b,c)) = \gcd(\operatorname{lcm}(a,b),\operatorname{lcm}(a,c)),</math>
:<math>\operatorname{lcm}(a,\gcd(b,c)) = \gcd(\operatorname{lcm}(a,b),\operatorname{lcm}(a,c)),</math>
:<math>\gcd(a,\operatorname{lcm}(b,c)) = \operatorname{lcm}(\gcd(a,b),\gcd(a,c)).</math>
:<math>\gcd(a,\operatorname{lcm}(b,c)) = \operatorname{lcm}(\gcd(a,b),\gcd(a,c)).</math>
यह पहचान आत्म-दोहरी है:
यह पहचान आत्म-दोहरी है,
:<math>\gcd(\operatorname{lcm}(a,b),\operatorname{lcm}(b,c),\operatorname{lcm}(a,c))=\operatorname{lcm}(\gcd(a,b),\gcd(b,c),\gcd(a,c)).</math>
:<math>\gcd(\operatorname{lcm}(a,b),\operatorname{lcm}(b,c),\operatorname{lcm}(a,c))=\operatorname{lcm}(\gcd(a,b),\gcd(b,c),\gcd(a,c)).</math>


=== अन्य ===
=== अन्य ===
* D d ω (d) अलग -अलग प्राइम नंबरों का उत्पाद होना चाहिए (यानी, d स्क्वायरफ्री है)।
* मान लीजिए कि D, ω(D) भिन्न अभाज्य संख्याओं का गुणनफल है (अर्थात, D वर्गमुक्त है)।
 
फिर<ref>Crandall & Pomerance, ex. 2.4, p. 101.</ref>
 
 
<math>|\{(x,y) \;:\; \operatorname{lcm}(x,y) = D\}| = 3^{\omega(D)},</math>
जहां निरपेक्ष सलाखों ||एक सेट के कार्डिनैलिटी को निरूपित करें।


फिर<ref>Crandall & Pomerance, ex. 2.4, p. 101.</ref><math>|\{(x,y) \;:\; \operatorname{lcm}(x,y) = D\}| = 3^{\omega(D)},</math> जहां पूर्ण सलाखों || एक सेट की कार्डिनैलिटी को निरूपित करें।
* अगर कोई नहीं <math>a_1, a_2, \ldots , a_r</math> शून्य है, फिर
* अगर कोई नहीं <math>a_1, a_2, \ldots , a_r</math> शून्य है, फिर


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== कम्यूटेटिव रिंग्स में ==
== कम्यूटेटिव रिंग्स में ==
कम से कम आम मल्टीपल को आम तौर पर कम्यूटेटिव रिंगों पर इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है: चलो ए और बी एक कम्यूटेटिव रिंग आर। के तत्व हैं। और बी का एक सामान्य मल्टीपल आर का एक तत्व एम है जैसे कि और बी दोनों डिवाइड एम (जो कि है), वहाँ मौजूद तत्व X और y r के मौजूद हैं जैसे कि कुल्हाड़ी = m और by = m)।ए और बी का एक कम से कम सामान्य एक बहुराष्ट्रीय पदार्थ एक सामान्य कई है जो न्यूनतम है, इस अर्थ में कि किसी भी अन्य सामान्य कई एन के लिए, ए और बी, एम डिवाइड्स & nbsp; n।
कम से कम सामान्य गुणक को आम तौर पर कम्यूटेटिव रिंगों पर परिभाषित किया जा सकता है, मान लीजिए कि a और b एक कम्यूटेटिव रिंग R के तत्व हैं। a और b का एक सामान्य गुणक R का एक तत्व m है जैसे कि a और b दोनों m को विभाजित करते हैं (अर्थात , R के अवयव x और y इस प्रकार मौजूद हैं कि ax = m और by = m)। a और b का कम से कम सामान्य गुणक ((Least common multiple) एक सामान्य गुणक है जो न्यूनतम है, इस अर्थ में कि a और b के किसी भी अन्य सामान्य गुणक के लिए, m विभाजित करता है।


सामान्य तौर पर, एक कम्यूटेटिव रिंग में दो तत्वों में कम से कम सामान्य या एक से अधिक नहीं हो सकते हैं।हालांकि, एक ही जोड़ी तत्वों के किसी भी दो कम से कम सामान्य गुणकों को सहयोगी हैं।एक अद्वितीय कारककरण डोमेन में, किसी भी दो तत्वों में कम से कम सामान्य मल्टीपल होता है।एक प्रमुख आदर्श डोमेन में, और बी के कम से कम सामान्य कई को और बी द्वारा उत्पन्न आदर्शों के चौराहे के जनरेटर के रूप में चित्रित किया जा सकता है (आदर्शों के संग्रह का चौराहा हमेशा एक आदर्श होता है)।
सामान्य तौर पर, एक कम्यूटेटिव रिंग में दो तत्वों में एक से अधिक कम से कम सामान्य गुणक (least common multiple) नहीं हो सकते हैं। हालांकि, तत्वों की एक ही जोड़ी के कोई भी दो कम से कम सामान्य गुणक सहयोगी होते हैं। एक अद्वितीय गुणनखंड डोमेन में, किन्हीं दो तत्वों में कम से कम सामान्य गुणक (least common multiple) होते हैं। एक प्रमुख आदर्श डोमेन में, a और b के कम से कम सामान्य गुणक (least common multiple) को a और b द्वारा उत्पन्न आदर्शों के प्रतिच्छेदन (intersection) के जनरेटर के रूप में वर्णित किया जा सकता है (आदर्शों के संग्रह का प्रतिच्छेदन हमेशा एक आदर्श होता है)।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
*विषम रद्दीकरण
*विषम रद्दीकरण
*कोपरीम पूर्णांक
*कोपरीम पूर्णांक
*Chebyshev फ़ंक्शन
*चेबीशेव (Chebyshev) फ़ंक्शन


== टिप्पणियाँ ==
== टिप्पणियाँ ==
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Latest revision as of 10:01, 4 August 2022

अंकगणित और संख्या सिद्धांत में, दो पूर्णांक a और b न्यूनतम सामान्य गुणक (Least common multiple), निम्नतम सामान्य गुणक ( lowest common multiple), या लघुतम सामान्य गुणक (smallest common multiple) को एलसीएम (a, b) द्वारा दर्शाया जाता है, और यह सबसे लघुतम धनात्मक पूर्णांक (positive integer) होता है जो a और b दोनों से विभाज्य होता है।[1]चूँकि पूर्णांकों का शून्य से भाग अपरिभाषित (undefined) है, इसलिए इस परिभाषा का अर्थ केवल तभी संभव है जब a और b दोनों शून्य से अलग हों।[2]हालाँकि, कुछ लेखक एलसीएम (a,0) को सभी a के लिए 0 के रूप में परिभाषित करते हैं, क्योंकि a और 0 का एकमात्र सामान्य गुणज 0 है।

एलसीएम "सबसे कम सामान्य भाजक" (LCD) है जिसका उपयोग भिन्नों (fractions) को जोड़ने, घटाने या तुलना करने से पहले किया जाता है।

दो से अधिक पूर्णांकों a, b, c....... का लघुत्तम समापवर्त्य, जिसे आमतौर पर एलसीएम (a, b, c, . . .) द्वारा दर्शाया जाता है, को भी अच्छी तरह से परिभाषित किया जाता है। यह सबसे छोटा धनात्मक पूर्णांक है जो a, b, c......प्रत्येक से विभाज्य होता है।

अवलोकन

किसी संख्या का गुणज उस संख्या और पूर्णांक का गुणनफल होता है। उदाहरण के लिए 5 का गुणज 10 है क्योंकि 5 × 2 = 10, इसलिए 10, 5 और 2 से विभाज्य है। क्योंकि 10 सबसे छोटा धनात्मक पूर्णांक है जो 5 और 2 दोनों से विभाज्य है, यह 5 और 2 का सबसे छोटा सामान्य गुणज है। इसी सिद्धांत के अनुसार −5 और −2 का भी 10 सबसे छोटा सामान्य गुणज है।

संकेतन

दो पूर्णांकों a और b के लघुत्तम समापवर्त्य को एलसीएम (a, b) के रूप में दर्शाया जाता है।[1] कुछ पुरानी पाठ्यपुस्तकें [a, b] का उपयोग करती हैं।[2][3]

उदाहरण

4 के गुणज हैं

6 के गुणज हैं

4 और 6 के सामान्य गुणज संख्याएँ हैं जो दोनों सूचियों में हैं

इस सूची में सबसे छोटी संख्या 12 है, इसलिए सबसे छोटा सामान्य गुणज 12 है।

अनुप्रयोग

साधारण भिन्नों (fractions) को जोड़ते, घटाते या तुलना करते समय, हर (denominator) के सबसे छोटा सामान्य गुणज (जिसे अक्सर सबसे कम सामान्य भाजक कहा जाता है) का उपयोग किया जाता है, क्योंकि प्रत्येक भिन्न (fraction) को उस भिन्न (fraction) के हर (denominator) के साथ दर्शाया जाता है। उदाहरण के लिए,

यहाँ हर 42 का इस्तेमाल किया गया था, क्योंकि यह 21 और 6 का सबसे छोटा सामान्य गुणक है।

गियर समस्या

मान लीजिए कि एक मशीन में दो मेशिंग गियर हैं, जिनमें क्रमशः m और n दांत हैं, और गियर्स को पहले गियर के केंद्र से दूसरे गियर के केंद्र तक खींचे गए रेखा खंड (लाइन सेगमेंट) द्वारा चिह्नित किया जाता है। जब गियर घूमना प्रारम्भ करते हैं, तो रेखा खंड (लाइन सेगमेंट) को फिर से संरेखित करने के लिए पहले गियर को जितने घुमावों को पूरा करना होगा, उनकी गणना का उपयोग करके की जा सकती है। पहले गियर को पूरा के लिए रोटेशन को पूरा करना होगा। उस समय तक, दूसरे गियर ने घुमाव बना लिए होंगे।

ग्रह संरेखण

मान लीजिए कि एक तारे के चारों ओर घूमने वाले तीन ग्रह हैं जो अपनी कक्षाओं को पूरा करने के लिए क्रमशः l, m और n इकाई समय लेते हैं। मान लें कि l, m और n पूर्णांक हैं। यह मानते हुए कि ग्रह एक प्रारंभिक रैखिक संरेखण के बाद तारे के चारों ओर घूमना शुरू कर देते हैं, सभी ग्रह समय की इकाइयों के बाद फिर से एक रैखिक संरेखण प्राप्त करते हैं। इस समय, पहला, दूसरा और तीसरा ग्रह , तथा तारे के चारों ओर क्रमशः परिक्रमा करते हैं।[4]

गणना

महत्तम समापवर्तक (greatest common divisor) का उपयोग करना

सूत्र (formula) के साथ महत्तम समापवर्तक (GCD) से लघुत्तम समापवर्त्य की गणना की जा सकती है,

परिणाम से बड़े पूर्णांकों को प्रस्तुत करने से बचने के लिए, समतुल्य सूत्रों का उपयोग करना सुविधाजनक है,

जहां विभाजन का परिणाम हमेशा एक पूर्णांक होता है।

ये सूत्र तब भी मान्य होते हैं जब a और b में से कोई एक 0 हो, क्योंकि जीसीडी (a, 0) = |a|। हालाँकि, यदि a और b दोनों 0 हैं, तो ये सूत्र शून्य से भाग देंगे; इसलिए, lcm(0, 0) = 0 को एक विशेष स्थिति माना जाना चाहिए।

ऊपर दिए गए उदाहरण पर लौटने के लिए,

तेज़ एल्गोरिदम जैसे यूक्लिडियन एल्गोरिथम में जीसीडी की गणना के लिए संख्याओं को गुणक (factor) करने की आवश्यकता नहीं होती है। बहुत बड़े पूर्णांक के लिए, तीन शामिल संचालन (गुणा, जीसीडी, और डिवीजन) के लिए और भी तेज एल्गोरिदम हैं, तेज गुणा देखीये। चूंकि ये एल्गोरिदम समान आकार के कारकों के साथ अधिक कुशल हैं, इसलिए एलसीएम के सबसे बड़े तर्क को तर्कों के जीसीडी द्वारा विभाजित करना अधिक कुशल है, जैसा कि ऊपर के उदाहरण में है।






प्राइम फैक्टरकरण का उपयोग करना

अद्वितीय गुणनखंड प्रमेय इंगित करता है कि 1 से बड़ा प्रत्येक धनात्मक पूर्णांक केवल एक ही तरीके से अभाज्य संख्याओं (prime numbers) के गुणनफल के रूप में लिखा जा सकता है। अभाज्य संख्याओं को परमाणु तत्व मान सकते है, जो संयुक्त होने पर एक संमिश्र संख्या (composite number) बनाते हैं।

उदाहरण के लिए:

यहां, संमिश्र संख्या 90 अभाज्य संख्या 2 के एक परमाणु, अभाज्य संख्या 3 के दो परमाणुओं और अभाज्य संख्या 5 के एक परमाणु से बनी है।

इस तथ्य का उपयोग संख्याओं के समूह का एलसीएम (LCM) ज्ञात करने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण: एलसीएम (8,9,21)

प्रत्येक संख्या का गुणनखंड करें और इसे अभाज्य संख्या घातों के गुणनफल के रूप में व्यक्त करें।

एलसीएम (LCM) प्रत्येक अभाज्य संख्या की उच्चतम घात (highest power) को एक साथ गुणा करने का गुणनफल होता है। तीन अभाज्य संख्याओं 2, 3 और 7 की उच्चतम घात क्रमशः 23, 32 और 71 है। इस प्रकार,

यह विधि सबसे बड़े सामान्य भाजक को कम करने के रूप में कुशल नहीं है, क्योंकि पूर्णांक गुणन के लिए कोई ज्ञात सामान्य कुशल एल्गोरिथ्म नहीं है।

एक ही विधि को वेन आरेख के साथ भी चित्रित किया जा सकता है, प्रत्येक सर्कल में प्रदर्शित दो संख्याओं में से प्रत्येक के अभाज्य गुणनखंड के साथ और वे सभी कारक जो प्रतिच्छेदन (intersection) में समान रूप से साझा करते हैं। एलसीएम (LCM) तब आरेख में सभी अभाज्य संख्याओं को गुणा करके पाया जा सकता है।

यहाँ एक उदाहरण है,

48 = 2 × 2 × 2 × 2 × 3,
180 = 2 × 2 × 3 × 3 × 5,

दो "2" और एक "3" को साझा करना,

Least common multiple.svg
कम से कम सामान्य गुणक (Least common multiple) = 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 3 × 3 × 5 = 720
महत्तम समापवर्तक (greatest common divisor) = 2 × 2 × 3 = 12

यह महत्तम समापवर्तक (GCD) के लिए भी काम करता है, सिवाय इसके कि वेन आरेख में सभी संख्याओं को गुणा करने के बजाय, केवल उन प्रमुख कारकों को गुणा किया जाता है जो प्रतिच्छेदन (intersection) में हैं। इस प्रकार 48 और 180 का जीसीडी 2 × 2 × 3 = 12 है।

एक साधारण एल्गोरिथ्म का उपयोग करना

यह विधि अनेक पूर्णांकों का एलसीएम (LCM) ज्ञात करने के लिए सरलता से कार्य करती है।[citation needed]

मान लीजिए कि धनात्मक पूर्णांकों X = (x1, x2, ..., xn), n > 1 का एक परिमित अनुक्रम है। एल्गोरिथ्म निम्नानुसार आगे बढ़ता है, प्रत्येक चरण m पर यह अनुक्रम X(m) = (x1(m), x2(m), ..., xn(m)), X(1) = X की जांच और अद्यतन करता है, जहां X(m) X का mवां पुनरावृत्ति है, जो कि एल्गोरिथम के चरण m पर X है , आदि। परीक्षा का उद्देश्य अनुक्रम X(m) के सबसे कम (शायद, कई में से एक) तत्व को चुनना है। यह मानते हुए कि xk0(m) चयनित तत्व है, अनुक्रम X(m 1) को इस प्रकार परिभाषित किया गया है

xk(m+1) = xk(m), kk0

xk0(m+1) = xk0(m) + xk0(1)

दूसरे शब्दों में, सबसे छोटा तत्व संगत x से बढ़ जाता है जबकि शेष तत्व X(m) से X(m+1)तक अपरिवर्तित हो जाते हैं।

एल्गोरिथ्म तब बंद हो जाता है जब अनुक्रम X(m) में सभी तत्व समान होते हैं। इनका उभयनिष्ठ मान L बिल्कुल एलसीएम (X) है।

उदाहरण के लिए, यदि x = x(1)= (3, 4, 6), एल्गोरिथ्म में कदम उत्पादन

X(2) = (6, 4, 6)

X(3) = (6, 8, 6)

X(4) = (6, 8, 12) दूसरा 6 चुनकर

X(5) = (9, 8, 12)

X(6) = (9, 12, 12)

X(7) = (12, 12, 12) तो एलसीएम = 12।

टेबल-मेथोड का उपयोग करना

यह विधि किसी भी संख्या के लिए काम करती है। एक तालिका में सभी संख्याओं को लंबवत रूप से सूचीबद्ध करके यह शुरूहोता है (इस उदाहरण में 4, 7, 12, 21, और 42

4

7

12

21

42

प्रक्रिया सभी संख्याओं को 2 से विभाजित करके शुरूहोती है। यदि 2 उनमें से किसी को समान रूप से विभाजित करता है, तो तालिका के शीर्ष पर एक नए कॉलम में 2 लिखें, और इस नए कॉलम में दाईं ओर के स्थान में प्रत्येक संख्या के 2 से विभाजन का परिणाम लिखें। यदि कोई संख्या समान रूप से विभाज्य नहीं है, तो बस उस संख्या को फिर से लिखें। यदि 2 किसी भी संख्या में समान रूप से विभाजित नहीं होता है, तो इस प्रक्रिया को अगली सबसे बड़ी अभाज्य संख्या, 3 (नीचे देखें) के साथ दोहराएं।

× 2
4 2
7 7
12 6
21 21
42 21

अब, यह मानते हुए कि 2 ने कम से कम एक संख्या को विभाजित किया है (जैसा कि इस उदाहरण में है), जांचें कि क्या 2 फिर से विभाजित होता है,

× 2 2
4 2 1
7 7 7
12 6 3
21 21 21
42 21 21

एक बार जब 2 वर्तमान कॉलम में किसी भी संख्या को विभाजित नहीं करता है, तो अगले बड़े अभाज्य 3 से विभाजित करके प्रक्रिया को दोहराएं, 3 अब विभाजित नहीं होता है तो अगले बड़े अभाज्यों का प्रयास करें, 5 फिर 7, आदि। प्रक्रिया समाप्त हो जाती है जब सभी संख्याओं को घटाकर 1 कर दिया जाता है (अंतिम अभाज्य भाजक के नीचे के स्तंभ में केवल 1 है)।

× 2 2 3 7
4 2 1 1 1
7 7 7 7 1
12 6 3 1 1
21 21 21 7 1
42 21 21 7 1

अब, एलसीएम निकालने के लिए शीर्ष पंक्ति में संख्याओं को गुणा करें। इस मामले में, यह 2 × 2 × 3 × 7 = 84 है।

एक सामान्य कम्प्यूटेशनल एल्गोरिथ्म के रूप में, उपरोक्त काफी अक्षम है। कोई भी इसे सॉफ़्टवेयर में कभी भी लागू नहीं करना चाहेगा। इसमें बहुत अधिक चरण होते हैं और इसके लिए बहुत अधिक संग्रहण स्थान की आवश्यकता होती है। पहले जीसीडी की गणना करने के लिए यूक्लिड के एल्गोरिदम का उपयोग करके और फिर विभाजन द्वारा एलसीएम प्राप्त करके एक अधिक कुशल संख्यात्मक एल्गोरिदम प्राप्त किया जा सकता है।






सूत्र

अंकगणित का मौलिक प्रमेय

अंकगणित के मौलिक प्रमेय के अनुसार, 1 से अधिक के प्रत्येक पूर्णांक को विशिष्ट रूप से अभाज्य संख्याओं के गुणनफल के रूप में, गुणक (factors) के क्रम तक दर्शाया जा सकता है,

जहां घातांक (exponents) n2, n3 ... गैर-नकारात्मक पूर्णांक हैं, उदाहरण के लिए, 84 = 22 31 50 71 110 130...

दो सकारात्मक पूर्णांक को देखते हुए तथा , उनके कम से कम सामान्य और सबसे बड़े सामान्य भाजक को सूत्र द्वारा दिया गया है

तथा

तब से

यह देता है

वास्तव में, प्रत्येक परिमेय संख्या (rational numbers) को विशिष्ट रूप से अभाज्य संख्याओं के गुणनफल के रूप में लिखा जा सकता है, यदि ऋणात्मक घातांक (negative exponents) की अनुमति हो। जब ऐसा किया जाता है, तो उपरोक्त सूत्र मान्य रहते हैं। उदाहरण के लिए,

जाली-सिद्धांत

धनात्मक पूर्णांकों को आंशिक रूप से विभाज्यता द्वारा क्रमित किया जा सकता है, यदि a, b को विभाजित करता है (अर्थात, यदि b, a का पूर्णांक गुणज है) तो a b (या समकक्ष, b ≥ a) लिखें। (ध्यान दें कि की सामान्य परिमाण-आधारित परिभाषा का उपयोग यहां नहीं किया गया है।)

इस आदेश के तहत, सकारात्मक पूर्णांक जीसीडी (GCD) द्वारा दिए गए और एलसीएम (LCM) द्वारा दिए गए जुड़ने के साथ एक जाली बन जाते हैं। सबूत सीधा है, यह जाँचने के लिए है कि एलसीएम (LCM) और जीसीडी (GCD) मिलने और जुड़ने के लिए स्वयंसिद्धों को संतुष्ट करते हैं। एलसीएम और जीसीडी को इस अधिक सामान्य संदर्भ में रखना उनके बीच एक द्वंद्व स्थापित करता है।

यदि पूर्णांक चरों, जीसीडी (GCD), एलसीएम (LCM), और को शामिल करने वाला सूत्र सत्य है, तो जीसीडी (GCD) को एलसीएम (LCM) से बदलने और के साथ बदलने से प्राप्त सूत्र भी सत्य है। (याद रखें को डिवाइड के रूप में परिभाषित किया गया है)।

दोहरे सूत्रों के निम्नलिखित जोड़े सामान्य जाली-सैद्धांतिक पहचान के विशेष मामले हैं।

क्रमविनिमेयता (Commutative laws)
    
Associative laws
    
Absorption laws
Idempotent laws
    
विभाजन को lcm और gcd के रूप में परिभाषित करें

यह भी दिखाया जा सकता है[5] यह जाली वितरण है, यानी एलसीएम (LCM) जीसीडी (GCD) पर वितरित करता है और जीसीडी (GCD) एलसीएम (LCM) पर वितरित करता है,

यह पहचान आत्म-दोहरी है,

अन्य

  • मान लीजिए कि D, ω(D) भिन्न अभाज्य संख्याओं का गुणनफल है (अर्थात, D वर्गमुक्त है)।

फिर[6] जहां पूर्ण सलाखों || एक सेट की कार्डिनैलिटी को निरूपित करें।

  • अगर कोई नहीं शून्य है, फिर
[7][8]

कम्यूटेटिव रिंग्स में

कम से कम सामान्य गुणक को आम तौर पर कम्यूटेटिव रिंगों पर परिभाषित किया जा सकता है, मान लीजिए कि a और b एक कम्यूटेटिव रिंग R के तत्व हैं। a और b का एक सामान्य गुणक R का एक तत्व m है जैसे कि a और b दोनों m को विभाजित करते हैं (अर्थात , R के अवयव x और y इस प्रकार मौजूद हैं कि ax = m और by = m)। a और b का कम से कम सामान्य गुणक ((Least common multiple) एक सामान्य गुणक है जो न्यूनतम है, इस अर्थ में कि a और b के किसी भी अन्य सामान्य गुणक के लिए, m विभाजित करता है।

सामान्य तौर पर, एक कम्यूटेटिव रिंग में दो तत्वों में एक से अधिक कम से कम सामान्य गुणक (least common multiple) नहीं हो सकते हैं। हालांकि, तत्वों की एक ही जोड़ी के कोई भी दो कम से कम सामान्य गुणक सहयोगी होते हैं। एक अद्वितीय गुणनखंड डोमेन में, किन्हीं दो तत्वों में कम से कम सामान्य गुणक (least common multiple) होते हैं। एक प्रमुख आदर्श डोमेन में, a और b के कम से कम सामान्य गुणक (least common multiple) को a और b द्वारा उत्पन्न आदर्शों के प्रतिच्छेदन (intersection) के जनरेटर के रूप में वर्णित किया जा सकता है (आदर्शों के संग्रह का प्रतिच्छेदन हमेशा एक आदर्श होता है)।

यह भी देखें

  • विषम रद्दीकरण
  • कोपरीम पूर्णांक
  • चेबीशेव (Chebyshev) फ़ंक्शन

टिप्पणियाँ

  1. 1.0 1.1 Weisstein, Eric W. "Least Common Multiple". mathworld.wolfram.com (in English). Retrieved 2020-08-30.
  2. 2.0 2.1 Long (1972, p. 39)
  3. Pettofrezzo & Byrkit (1970, p. 56)
  4. "nasa spacemath" (PDF).
  5. The next three formulas are from Landau, Ex. III.3, p. 254
  6. Crandall & Pomerance, ex. 2.4, p. 101.
  7. Long (1972, p. 41)
  8. Pettofrezzo & Byrkit (1970, p. 58)

संदर्भ


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