假設 $a, b, c$ 是三個正整數。若 $25$ 是 $a, b$ 的最大公因數,且 $3, 4, 14$ 都是 $b, c$ 的公因數,則下列何者正確?
- $c$ 一定可以被 $56$ 整除。
- $b \ge 2100$。
- 若 $a \le 100$,則 $a = 25$。
- $a, b, c$ 三個數的最大公因數是 $25$ 的因數。
- $a, b, c$ 三個數的最小公倍數大於或等於 $25 \times 3 \times 4 \times 14$。
詳解
已知 $\gcd(a, b) = 25$。且 $3, 4, 14$ 都是 $b, c$ 的公因數,所以 $b, c$ 均為 $\text{lcm}(3, 4, 14) = 84$ 的倍數。
(1) 錯:$c$ 為 $84$ 的倍數,但不一定是 $56$ 的倍數(例如 $c=84$ 不能被 $56$ 整除)。
(2) 對:$b$ 既是 $25$ 的倍數,又是 $84$ 的倍數。因 $\gcd(25, 84) = 1$,故 $b$ 為 $25 \times 84 = 2100$ 的倍數,因此 $b \ge 2100$。
(3) 對:若 $a \le 100$,則 $a$ 可能為 $25, 50, 75, 100$。
- 若 $a=50$,則 $\gcd(a,b)$ 會是 $50$ 的倍數(因 $b$ 是 $2100$ 的倍數,亦是 $50$ 的倍數),與 $\gcd(a,b)=25$ 矛盾。
- 若 $a=75$,則 $\gcd(a,b)$ 至少是 $75$(因 $b$ 是 $3$ 的倍數,亦是 $75$ 的倍數),與 $\gcd(a,b)=25$ 矛盾。
- 若 $a=100$,則 $\gcd(a,b)$ 至少是 $100$(因 $b$ 是 $4$ 的倍數,亦是 $100$ 的倍數),與 $\gcd(a,b)=25$ 矛盾。
因此 $a$ 只能是 $25$。
(4) 對:$\gcd(a, b, c) = \gcd(\gcd(a, b), c) = \gcd(25, c)$,此值必定是 $25$ 的因數。
(5) 錯:若取 $a=25, b=2100, c=84$,則 $\text{lcm}(a,b,c) = 2100$,小於 $25 \times 3 \times 4 \times 14 = 4200$。
故選 $(2)(3)(4)$。