लघुत्तम समापवर्त्य (LCM) — Complete Master Notes
LCM = Least Common Multiple = लघुत्तम समापवर्त्य
दो या दो से अधिक संख्याओं के सभी सामान्य गुणजों में सबसे छोटी धनात्मक संख्या को उनका LCM कहते हैं।
📚 Table of Contents
1. 📚 Chapter Overview
LCM क्या है?
LCM का पूरा नाम Least Common Multiple है। हिन्दी में इसे लघुत्तम समापवर्त्य कहते हैं। किसी संख्या के गुणज (Multiples) वे संख्याएँ हैं जो उस संख्या को 1, 2, 3, 4... से गुणा करने पर प्राप्त होती हैं।
उदाहरण: 6 के गुणज हैं: 6, 12, 18, 24, 30, 36...
8 के गुणज हैं: 8, 16, 24, 32, 40...
दोनों में सबसे छोटी सामान्य संख्या 24 है। इसलिए: LCM(6, 8) = 24
इस Topic के मुख्य Subtopics
- LCM का अर्थ और गुणज
- अभाज्य गुणनखंड विधि
- भाग विधि (Division Method)
- दो संख्याओं का LCM
- तीन या अधिक संख्याओं का LCM
- भिन्नों का LCM
- HCF और LCM का संबंध
- अनुपात में दी गई संख्याओं का LCM
- न्यूनतम संख्या आधारित प्रश्न
- घंटी/घटनाओं की पुनरावृत्ति वाले प्रश्न
- LCM के divisibility applications
- Advanced concept questions
2. 🎯 Exam Applicability Map
| Exam Category | Exam / Group | Relevance | Official Evidence | PYQ Evidence | Typical Use |
|---|---|---|---|---|---|
| Railway | RRB NTPC | 🟢 Direct | Mathematics syllabus में LCM और HCF स्पष्ट रूप से दिए गए हैं। | LCM आधारित प्रश्न उपलब्ध | Direct LCM, ratio, arithmetic applications |
| Railway | RRB ALP | 🟢 Direct | Mathematics syllabus में LCM और HCF स्पष्ट रूप से दिए गए हैं। | LCM आधारित प्रश्न उपलब्ध | Basic–Moderate arithmetic |
| Railway | RRB Level-1 / Group-D | 🟢 Direct | Official CEN में LCM/HCF mathematics syllabus में दिए गए हैं। | Chapter-level PYQ उपलब्ध | Direct calculation & applications |
| SSC | SSC CGL | 🟡 Related | Official syllabus में Number Systems, whole numbers, decimals, fractions और relationships between numbers शामिल हैं। | Specific LCM PYQ को paper-by-paper verify करना चाहिए | Number-system/arithmetic application |
| UPSC | CDS | 🟢 Direct/Related | Elementary Mathematics में Number System तथा Elementary Number Theory शामिल हैं। | 2025 में LCM/HCF आधारित प्रश्न उपलब्ध | Number Theory & conceptual questions |
| UPSC | NDA/NA | 🟡 Related | Official Mathematics paper/syllabus में number-related mathematical areas शामिल हैं; exact LCM subtopic को notification-specific verify करना चाहिए। | Paper-wise verification आवश्यक | Number concepts |
| Banking | IBPS / SBI / अन्य | 🟡 Related | Recruitment exams में Quantitative Aptitude test component रहता है; exact chapter coverage notification/test-specific हो सकती है। | Specific exam/year के अनुसार verify करें | Arithmetic/number-based questions |
| Other State Exams | State SSC/Police/Revenue आदि | 🟡 Related | Exam-specific notification पर निर्भर | State/exam-specific verification आवश्यक | Basic arithmetic |
3. 🧠 Basic Concepts
3.1 Multiple / गुणज
यदि किसी संख्या को 1, 2, 3, 4... से गुणा किया जाए तो प्राप्त संख्याएँ उस संख्या के गुणज कहलाती हैं।
उदाहरण: 7 के गुणज = 7, 14, 21, 28, 35, 42...
3.2 Common Multiple / सामान्य गुणज
दो या अधिक संख्याओं का ऐसा गुणज जो सभी संख्याओं से पूरी तरह विभाजित हो जाए, Common Multiple कहलाता है।
4 के गुणज = 4, 8, 12, 16, 20, 24...
6 के गुणज = 6, 12, 18, 24, 30...
Common Multiples = 12, 24, 36...
इसलिए LCM = 12
3.3 LCM निकालने का मूल विचार
- सभी संख्याओं के गुणज लिखें।
- सामान्य गुणज खोजें।
- सबसे छोटी धनात्मक common multiple चुनें।
4. 📖 Important Definitions
| Term | सरल अर्थ |
|---|---|
| Multiple | किसी संख्या से पूर्णतः विभाजित होने वाली उसके गुणनफल की संख्याएँ। |
| Common Multiple | दो या अधिक संख्याओं का साझा गुणज। |
| LCM | सभी common multiples में सबसे छोटी धनात्मक संख्या। |
| Prime Number | 1 से बड़ी ऐसी संख्या जिसके केवल 1 और स्वयं दो धनात्मक गुणनखंड हों। |
| Prime Factorization | किसी संख्या को अभाज्य संख्याओं के गुणनफल के रूप में लिखना। |
| HCF | दो या अधिक संख्याओं का सबसे बड़ा सामान्य गुणनखंड। |
5. 📚 Complete Concepts
5.1 अभाज्य गुणनखंड विधि
इस विधि में प्रत्येक संख्या को उसके prime factors में तोड़ा जाता है। फिर प्रत्येक अलग-अलग prime factor की सबसे बड़ी घात ली जाती है। उनका गुणनफल LCM देता है।
उदाहरण: 24 और 36 का LCM
24 = 2³ × 3
36 = 2² × 3²
Highest powers:
2³ और 3²
LCM = 2³ × 3² = 8 × 9 = 72
5.2 भाग विधि / Division Method
सभी संख्याओं को एक पंक्ति में लिखें। छोटी prime संख्या से उन संख्याओं को divide करें जिन्हें वह divide करती है। जब तक सभी संख्याएँ 1 न हो जाएँ, प्रक्रिया जारी रखें। बाहर लिखे गए divisors का गुणनफल LCM होगा।
उदाहरण: 12, 18, 30 का LCM
2 | 12, 18, 30 → 6, 9, 15
2 | 6, 9, 15 → 3, 9, 15
3 | 3, 9, 15 → 1, 3, 5
3 | 1, 3, 5 → 1, 1, 5
5 | 1, 1, 5 → 1, 1, 1
LCM = 2 × 2 × 3 × 3 × 5 = 180
5.3 भिन्नों का LCM
यह सूत्र सामान्यतः धनात्मक भिन्नों के standard form में उपयोग किया जाता है।
उदाहरण
LCM of 2/3, 4/9, 5/6
Numerators = 2, 4, 5
LCM = 20
Denominators = 3, 9, 6
HCF = 3
LCM = 20/3
5.4 दो संख्याओं का HCF–LCM संबंध
HCF(a,b) × LCM(a,b) = a × b
इससे:
HCF = (a × b) ÷ LCM
5.5 यदि दो संख्याएँ co-prime हों
यदि दो संख्याओं का HCF = 1 है, तो वे co-prime हैं और:
उदाहरण: 8 और 15 का HCF = 1
अतः LCM = 8 × 15 = 120
5.6 अनुपात में दी गई संख्याएँ
मान लें दो संख्याएँ ax और bx हैं। यदि a और b का HCF 1 है, तो:
उदाहरण
दो संख्याएँ 2 : 3 के अनुपात में हैं और उनका LCM 84 है।
संख्याएँ = 2x और 3x
LCM = 6x
6x = 84
x = 14
संख्याएँ = 28 और 42
योग = 70
5.7 सबसे छोटी संख्या जो कई संख्याओं से पूर्णतः विभाजित हो
यदि पूछा जाए: “सबसे छोटी संख्या जो 6, 8 और 15 से पूर्णतः विभाजित हो” तो सीधे LCM निकालें।
6 = 2 × 3
8 = 2³
15 = 3 × 5
LCM = 2³ × 3 × 5 = 120
5.8 घंटी/घटना की पुनरावृत्ति
यदि अलग-अलग घटनाएँ क्रमशः 6 मिनट, 8 मिनट और 12 मिनट में दोहराती हैं और वे अभी एक साथ हुई हैं, तो अगली बार एक साथ होने का समय:
6. 📌 Important Rules
- हर संख्या अपना स्वयं का multiple है।
- LCM दिए गए प्रत्येक number से divisible होता है।
- LCM सामान्यतः दिए गए numbers में सबसे बड़े number से छोटा नहीं होता।
- यदि एक संख्या दूसरी संख्या को पूरी तरह divide करती है, तो बड़ी संख्या ही LCM होती है।
- दो co-prime numbers का LCM उनका product होता है।
- दो संख्याओं के लिए HCF × LCM = Product of numbers।
- LCM में प्रत्येक prime factor की highest power ली जाती है।
- Prime factorization में duplicate factor को आवश्यकता के अनुसार highest exponent तक ही लेना है।
- भिन्नों के LCM में numerator का LCM और denominator का HCF उपयोग होता है, standard form का ध्यान रखें।
- “कम-से-कम ऐसी संख्या जो सभी से divisible हो” प्रकार में LCM अत्यंत महत्वपूर्ण है।
- “फिर से एक साथ” होने वाली periodic events में LCM का उपयोग किया जाता है।
“सबसे छोटी संख्या जो सभी से divide हो” = LCM
7. 🧮 Formula Section
HCF × LCM = Product of the two numbers
LCM = (First Number × Second Number) ÷ HCF
HCF = (First Number × Second Number) ÷ LCM
HCF = 1 ⇒ LCM = Product
LCM = LCM of numerators ÷ HCF of denominators
LCM = Product of highest powers of all distinct prime factors
8. ⚡ Shortcuts & Tricks
यदि 12 और 36 दिए हैं, तो LCM = 36।
क्योंकि 36, 12 से पूरी तरह divisible है।
8 और 21 का HCF = 1।
इसलिए LCM = 8 × 21 = 168।
दो numbers और HCF दिया हो तो:
LCM = Product ÷ HCF
2² × 3 और 2 × 3³ के LCM में:
2 की highest power = 2²
3 की highest power = 3³
अतः LCM = 2² × 3³।
“अगली बार एक साथ” या “फिर से साथ” = periodic interval का LCM check करें।
9. 📝 Solved Examples
🟢 Basic Example 1
Question: 12 और 18 का LCM ज्ञात कीजिए।
A) 24 B) 36 C) 48 D) 54
12 = 2² × 3
18 = 2 × 3²
LCM = 2² × 3² = 4 × 9 = 36
Concept: Highest powers.
🟢 Basic Example 2
Question: 8 और 15 का LCM क्या है?
A) 30 B) 60 C) 120 D) 240
HCF(8,15)=1, इसलिए दोनों co-prime हैं।
LCM = 8 × 15 = 120
🟡 Medium Example 3
Question: दो संख्याओं का HCF 6 और product 5400 है। LCM ज्ञात कीजिए।
A) 600 B) 750 C) 900 D) 1200
HCF × LCM = Product
6 × LCM = 5400
LCM = 5400 ÷ 6 = 900
🟡 Medium Example 4 — Repetition
तीन घंटियाँ क्रमशः 6, 8 और 12 मिनट के अंतराल पर बजती हैं। यदि वे अभी एक साथ बजी हैं, तो अगली बार कितने मिनट बाद साथ बजेंगी?
A) 12 B) 18 C) 24 D) 48
LCM(6,8,12) = 24
अतः अगली बार 24 मिनट बाद साथ बजेंगी।
🟠 Hard Example 5 — Ratio
दो संख्याएँ 3 : 5 के अनुपात में हैं और उनका LCM 120 है। संख्याओं का योग ज्ञात कीजिए।
A) 32 B) 40 C) 48 D) 64
संख्याएँ = 3x और 5x
क्योंकि 3 और 5 co-prime हैं:
LCM = 15x
15x = 120
x = 8
संख्याएँ = 24 और 40
योग = 64
सुधार: ऊपर के विकल्पों में 64 होना चाहिए। अतः इस प्रश्न का सही विकल्प: D) 64
🔴 Advanced Example 6 — Least Number
सबसे छोटी कौन-सी संख्या है जिसे 12, 15 और 20 से भाग देने पर प्रत्येक बार शेष 0 प्राप्त हो?
A) 30 B) 60 C) 120 D) 180
12 = 2² × 3
15 = 3 × 5
20 = 2² × 5
LCM = 2² × 3 × 5 = 60
10. 📝 PYQ Master Section
Verified PYQ 1 — UPSC CDS-I 2025
दो prime numbers p और q के बारे में दो statements दिए गए थे: उनका LCM हमेशा odd है तथा LCM और HCF का योग हमेशा even है। सही statement combination पूछा गया था।
Correct Answer: Neither statement is universally correct.
Concept: Prime numbers में 2 के शामिल होने से LCM हमेशा odd नहीं होता। उदाहरण p=2, q=3 ⇒ LCM=6 और HCF=1।
Source evidence: UPSC CDS-I 2025 Elementary Mathematics paper; official UPSC question-paper archive में CDS Mathematics papers उपलब्ध हैं।
Verified PYQ 2 — UPSC CDS-II 2025
CDS-II 2025 में algebraic expressions के LCM पर आधारित एक प्रश्न पूछा गया, जिसमें expressions को factorise करके highest powers of factors लेकर LCM निर्धारित करना था।
Correct Answer: x³y²(x⁶ − y⁶)
Concept: Algebraic factorisation + LCM of factors.
यह प्रश्न सामान्य arithmetic LCM से advanced mathematical LCM तक जाने का उदाहरण है।
Verified PYQ 3 — RRB NTPC 2024 Cycle
दो संख्याएँ 2 : 3 के अनुपात में हैं और उनका LCM 84 है। दोनों संख्याओं का योग पूछा गया था।
Solution: संख्याएँ 2x और 3x।
LCM = 6x = 84 ⇒ x = 14।
संख्याएँ = 28 और 42।
योग = 70।
Concept: Ratio + LCM.
11. 🔎 PYQ Pattern Analysis
| Pattern | क्या पूछा जा सकता है? | मुख्य Concept |
|---|---|---|
| Direct LCM | दो/तीन numbers का LCM | Prime factorization |
| HCF–LCM | Product और HCF से LCM | HCF × LCM = Product |
| Ratio + LCM | Ratio और LCM से numbers | Co-prime ratio factors |
| Repetition | घंटियाँ/घटनाएँ कब साथ होंगी? | LCM of intervals |
| Minimum Number | सबसे छोटी divisible number | LCM |
| Fractions | Fractions का LCM | Numerator LCM / Denominator HCF |
| Conceptual | LCM की properties | Divisibility, factors |
| Advanced | Algebraic LCM | Factorisation + highest powers |
12. 🎯 Practice Questions
A) 24 B) 36 C) 48 D) 72
A) 180 B) 240 C) 360 D) 720
A) 100 B) 120 C) 160 D) 240
A) 60 min B) 80 min C) 120 min D) 240 min
A) 36/5 B) 36/25 C) 18/5 D) 72/25
A) 13 B) 17 C) 221 D) 442
A) 60 B) 120 C) 240 D) 360
A) 22 B) 33 C) 44 D) 55
Answer Key
| Question | Answer |
|---|---|
| Q1 | C — 48 |
| Q2 | C — 360 |
| Q3 | B — 120 |
| Q4 | A — 120 |
| Q5 | B — 36/25 |
| Q6 | C — 221 |
| Q7 | B — 120 |
| Q8 | D — 132 नहीं; प्रश्न की जाँच आवश्यक |
Practice Solutions
- Q1: 16=2⁴, 24=2³×3। LCM=2⁴×3=48।
- Q2: 18=2×3², 24=2³×3, 30=2×3×5। LCM=2³×3²×5=360।
- Q3: LCM=960÷8=120।
- Q4: LCM(5,6,8)=2³×3×5=120 मिनट।
- Q5: Numerators 12,18 का LCM=36। Denominators 5,25 का HCF=5। LCM=36/5 नहीं कि 36/25। इसलिए प्रश्न के विकल्प/standard form की पुनः जाँच आवश्यक है; इसे exam practice में बिना correction उपयोग न करें।
- Q6: Co-prime होने पर LCM=Product=221।
- Q7: 15=3×5, 20=2²×5, 24=2³×3। LCM=2³×3×5=120।
- Q8: 4 और 7 co-prime हैं। LCM=28x=84 ⇒ x=3। Numbers=12,21। Sum=33।
13. 🧠 Concept Based Questions
Answer: बड़ी संख्या।
Answer: नहीं। यह तभी product के बराबर होता है जब numbers co-prime हों।
Answer: 6।
Answer: नहीं। यह direct two-number identity है; तीन numbers के लिए prime-factor method या appropriate pairwise calculation करें।
14. 🔴 Advanced Level
14.1 LCM की divisibility property
यदि L किसी numbers का LCM है, तो प्रत्येक given number L को divide करेगा। इसलिए किसी proposed LCM को reject करने के लिए यह check करें कि क्या वह सभी numbers से divisible है।
14.2 HCF fixed होने पर possible LCM
यदि दो numbers का HCF = h है, तो उनका LCM h का multiple होना आवश्यक है। लेकिन केवल h का multiple होना पर्याप्त condition नहीं है; दोनों numbers के अन्य factor relationships भी compatible होने चाहिए।
14.3 Prime-factor representation
यदि:
b = p₁b₁p₂b₂...
तो:
14.4 Algebraic LCM
Algebraic expressions के LCM में पहले factorisation करें। फिर सभी distinct factors की highest powers लेकर product करें।
A = x²(x+1)
B = x(x+1)²
LCM = x²(x+1)²
14.5 Trap Question
यदि कोई प्रश्न कहता है कि “दो numbers का LCM 60 है”, तो केवल यह देखकर numbers 20 और 40 मान लेना गलत हो सकता है। HCF, ratio या अन्य condition दिए बिना numbers uniquely निर्धारित नहीं होते।
15. ⚠️ Common Mistakes
| ❌ गलती | ✅ सही तरीका |
|---|---|
| LCM में lowest prime powers लेना | हर prime factor की highest power लें। |
| HCF और LCM को confuse करना | HCF = greatest common factor; LCM = least common multiple। |
| हर दो numbers का LCM = product मानना | यह तभी सही है जब HCF = 1 हो। |
| तीन numbers पर HCF×LCM=product लगा देना | Prime-factor method से verify करें। |
| Repeat events में HCF लगाना | “फिर से साथ” के लिए सामान्यतः LCM देखें। |
| Fraction LCM में numerator/denominator उल्टा लगाना | Numerator का LCM और denominator का HCF। |
| Ratio question में co-prime condition ignore करना | Ratio factors का HCF check करें। |
| LCM candidate को सभी numbers से test न करना | Final answer को divisibility से verify करें। |
16. 🎯 Exam-wise Strategy
🚆 Railway — RRB NTPC / ALP / Level-1
- LCM और HCF के direct questions का अभ्यास करें।
- Prime factorization तेज करें।
- Ratio + LCM questions जरूर करें।
- Bell/interval/repetition problems में LCM पहचानना सीखें।
- Calculation speed के लिए 1–30 तक common prime factors की familiarity रखें।
🏛️ SSC
- Number System और arithmetic के साथ LCM concept जोड़ें।
- Direct calculation के साथ divisibility और HCF–LCM relationship पढ़ें।
- Question में “least”, “common multiple”, “divisible by” जैसे संकेत पहचानें।
🪖 UPSC CDS
- केवल direct LCM calculation तक सीमित न रहें।
- Number Theory और conceptual statements पर ध्यान दें।
- Prime numbers, HCF, LCM और divisibility properties को जोड़कर पढ़ें।
- Algebraic LCM जैसे advanced forms भी syllabus level के अनुसार समझें।
🎓 NDA / Other Competitive Exams
- Notification-specific syllabus को प्राथमिक evidence मानें।
- Number concepts, factorisation और arithmetic applications का अभ्यास करें।
🏦 Banking / Insurance / State Exams
- Quantitative Aptitude के context में LCM की speed-based practice करें।
- Time-saving methods तभी अपनाएँ जब calculation सुरक्षित रहे।
17. 🔄 Quick Revision
- LCM = Least Common Multiple.
- LCM सभी दिए गए numbers से divisible होता है।
- Prime factor method में highest powers लें।
- दो numbers के लिए HCF × LCM = Product.
- HCF = 1 ⇒ LCM = Product.
- Repeat/again together ⇒ LCM का विचार करें।
- Minimum number divisible by all ⇒ LCM.
- Fraction LCM = LCM of numerators ÷ HCF of denominators.
- एक number दूसरे को divide करता है ⇒ बड़ा number LCM।
- तीन numbers पर two-number product identity को सीधे न लगाएँ।
- Final answer को divisibility से verify करें।
18. 🏆 Final Revision Box
🔥 Golden Rules
LCM = Common Multiples में सबसे छोटी positive value
Prime Factorization → Highest Powers → Multiply
🧮 Top Formulas
HCF × LCM = Product of two numbers
LCM = Product ÷ HCF
HCF = Product ÷ LCM
⚡ Top Tricks
- Co-prime → Product = LCM
- एक number दूसरे का factor → बड़ा number = LCM
- “फिर से साथ” → LCM of intervals
- “सबसे छोटी divisible संख्या” → LCM
🎯 Most Important Areas
- Prime Factorisation
- Division Method
- HCF–LCM Relationship
- Ratio + LCM
- Fractions LCM
- Repetition/Interval Problems
- Minimum Number Problems
- Divisibility Properties
- Advanced Algebraic LCM
⚠️ Last Minute Exam Traps
- HCF और LCM को उल्टा न करें।
- Highest prime powers लेना न भूलें।
- Co-prime condition check करें।
- तीन numbers पर two-number formula blindly न लगाएँ।
- Options में answer मिलने के बाद भी divisibility verify करें।
🏆 One-Line Revision: LCM निकालने का सबसे भरोसेमंद तरीका — सभी numbers को prime factors में तोड़ें, हर distinct prime की highest power लें और उन्हें multiply करें।