Dado um número n encontre o menor número igualmente divisível por cada número de 1 a n.
Exemplos:
Input : n = 4 Output : 12 Explanation : 12 is the smallest numbers divisible by all numbers from 1 to 4 Input : n = 10 Output : 2520 Input : n = 20 Output : 232792560
Se você observar atentamente o anos deve ser o MMC dos números de 1 a n .
Para encontrar o MMC de números de 1 a n -
- Inicialize ans = 1.
- Itere sobre todos os números de i = 1 a i = n.
Na i-ésima iteração resposta = LCM (1 2 …… .. i) . Isso pode ser feito facilmente como MMC(1 2….i) = MMC(ans i) .
Assim, na i'ésima iteração, só temos que fazer -
ans = LCM(ans i) = ans * i / gcd(ans i) [Using the below property a*b = gcd(ab) * lcm(ab)]
Observação : No código C++, a resposta excede rapidamente o limite inteiro, mesmo o limite longo.
Abaixo está a implementação da lógica.
C++
// C++ program to find smallest number evenly divisible by // all numbers 1 to n #include using namespace std; // Function returns the lcm of first n numbers long long lcm(long long n) { long long ans = 1; for (long long i = 1; i <= n; i++) ans = (ans * i)/(__gcd(ans i)); return ans; } // Driver program to test the above function int main() { long long n = 20; cout << lcm(n); return 0; }
Java // Java program to find the smallest number evenly divisible by // all numbers 1 to n class GFG{ static long gcd(long a long b) { if(a%b != 0) return gcd(ba%b); else return b; } // Function returns the lcm of first n numbers static long lcm(long n) { long ans = 1; for (long i = 1; i <= n; i++) ans = (ans * i)/(gcd(ans i)); return ans; } // Driver program to test the above function public static void main(String []args) { long n = 20; System.out.println(lcm(n)); } }
Python # Python program to find the smallest number evenly # divisible by all number 1 to n import math # Returns the lcm of first n numbers def lcm(n): ans = 1 for i in range(1 n + 1): ans = int((ans * i)/math.gcd(ans i)) return ans # main n = 20 print (lcm(n))
C# // C# program to find smallest number // evenly divisible by // all numbers 1 to n using System; public class GFG{ static long gcd(long a long b) { if(a%b != 0) return gcd(ba%b); else return b; } // Function returns the lcm of first n numbers static long lcm(long n) { long ans = 1; for (long i = 1; i <= n; i++) ans = (ans * i)/(gcd(ans i)); return ans; } // Driver program to test the above function static public void Main (){ long n = 20; Console.WriteLine(lcm(n)); } //This code is contributed by akt_mit }
Javascript // Javascript program to find the smallest number evenly divisible by // all numbers 1 to n function gcd(a b) { if(a%b != 0) return gcd(ba%b); else return b; } // Function returns the lcm of first n numbers function lcm(n) { let ans = 1; for (let i = 1; i <= n; i++) ans = (ans * i)/(gcd(ans i)); return ans; } // function call let n = 20; console.log(lcm(n));
PHP // Note: This code is not working on GFG-IDE // because gmp libraries are not supported // PHP program to find smallest number // evenly divisible by all numbers 1 to n // Function returns the lcm // of first n numbers function lcm($n) { $ans = 1; for ($i = 1; $i <= $n; $i++) $ans = ($ans * $i) / (gmp_gcd(strval(ans) strval(i))); return $ans; } // Driver Code $n = 20; echo lcm($n); // This code is contributed by mits ?> Saída
232792560
Complexidade de tempo: O (n log2n) já que a complexidade de _gcd(ab) em c++ é log2n e é executado n vezes em um loop.
Espaço Auxiliar: O(1)
A solução acima funciona bem para uma única entrada. Mas se tivermos múltiplas entradas, é uma boa ideia usar o Crivo de Eratóstenes para armazenar todos os fatores primos. Consulte o artigo abaixo para a abordagem baseada em Sieve.
Abordagem: [Usando Peneira de Eratóstenes ]
Para resolver o problema de encontrar o menor número divisível pelos primeiros 'n' números de uma forma mais eficiente, podemos usar o Crivo de Eratóstenes para pré-calcular os números primos até 'n'. Então podemos usar esses primos para calcular o mínimo múltiplo comum (MCC) de forma mais eficiente, considerando as potências mais altas de cada primo que são menores ou iguais a 'n'.
Abordagem passo a passo:
- Gere números primos até n: Use a peneira de Eratóstenes para encontrar todos os números primos até 'n'.
- Calcule o MMC usando estes números primos: Para cada primo determine a maior potência desse primo que é menor ou igual a 'n'. Multiplique essas potências mais altas para obter o LCM
Abaixo está a implementação da abordagem acima:
C++#include #include #include using namespace std; // Function to generate all prime numbers up to n using the // Sieve of Eratosthenes vector<int> sieve_of_eratosthenes(int n) { vector<bool> is_prime(n + 1 true); int p = 2; while (p * p <= n) { if (is_prime[p]) { for (int i = p * p; i <= n; i += p) { is_prime[i] = false; } } ++p; } vector<int> prime_numbers; for (int p = 2; p <= n; ++p) { if (is_prime[p]) { prime_numbers.push_back(p); } } return prime_numbers; } // Function to find the smallest number divisible by all // numbers from 1 to n long long smallest_multiple(int n) { vector<int> primes = sieve_of_eratosthenes(n); long long lcm = 1; for (int prime : primes) { // Calculate the highest power of the prime that is // <= n int power = 1; while (pow(prime power + 1) <= n) { ++power; } lcm *= pow(prime power); } return lcm; } int main() { int n = 20; cout << smallest_multiple(n) <<endl; return 0; }
Java import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class SmallestMultiple { // Function to generate all prime numbers up to n using // the Sieve of Eratosthenes public static List<Integer> sieveOfEratosthenes(int n) { boolean[] isPrime = new boolean[n + 1]; for (int i = 0; i <= n; i++) { isPrime[i] = true; } int p = 2; while (p * p <= n) { if (isPrime[p]) { for (int i = p * p; i <= n; i += p) { isPrime[i] = false; } } p++; } List<Integer> primeNumbers = new ArrayList<>(); for (int i = 2; i <= n; i++) { if (isPrime[i]) { primeNumbers.add(i); } } return primeNumbers; } // Function to find the smallest number divisible by all // numbers from 1 to n public static long smallestMultiple(int n) { List<Integer> primes = sieveOfEratosthenes(n); long lcm = 1; for (int prime : primes) { // Calculate the highest power of the prime that // is <= n int power = 1; while (Math.pow(prime power + 1) <= n) { power++; } lcm *= Math.pow(prime power); } return lcm; } public static void main(String[] args) { int n = 20; System.out.println(smallestMultiple(n)); } }
Python import math def sieve_of_eratosthenes(n): '''Generate all prime numbers up to n.''' is_prime = [True] * (n + 1) p = 2 while (p * p <= n): if (is_prime[p] == True): for i in range(p * p n + 1 p): is_prime[i] = False p += 1 prime_numbers = [p for p in range(2 n + 1) if is_prime[p]] return prime_numbers def smallest_multiple(n): '''Find the smallest number divisible by all numbers from 1 to n.''' primes = sieve_of_eratosthenes(n) lcm = 1 for prime in primes: # Calculate the highest power of the prime that is <= n power = 1 while prime ** (power + 1) <= n: power += 1 lcm *= prime ** power return lcm # Example usage: n = 20 print(smallest_multiple(n))
JavaScript // Function to generate all prime numbers up to n using the // Sieve of Eratosthenes function sieveOfEratosthenes(n) { let isPrime = new Array(n + 1).fill(true); let p = 2; while (p * p <= n) { if (isPrime[p]) { for (let i = p * p; i <= n; i += p) { isPrime[i] = false; } } p++; } let primeNumbers = []; for (let p = 2; p <= n; p++) { if (isPrime[p]) { primeNumbers.push(p); } } return primeNumbers; } // Function to find the smallest number divisible by all // numbers from 1 to n function smallestMultiple(n) { let primes = sieveOfEratosthenes(n); let lcm = 1; for (let prime of primes) { // Calculate the highest power of the prime that is // <= n let power = 1; while (Math.pow(prime power + 1) <= n) { power++; } lcm *= Math.pow(prime power); } return lcm; } // Example usage: let n = 20; console.log(smallestMultiple(n));
Saída
The smallest number divisible by all numbers from 1 to 20 is 232792560
Complexidade de tempo: O(nloglogn)
Espaço Auxiliar: Sobre)