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素数又称质数,指在大于1的自然数中,除了1和该数自身外,无法被其他自然数整除的数(也可定义为只有1与该数本身两个正因数的数)。
一个自然数(如1、2、3、4、5、6等)若恰有两个正约数(1及此数本身),则称之为素数。大于1的自然数若不是素数,则称之为合数。
数字12不是素数,因为将12以每4个分成1组,恰可分成3组(也有其他分法)。11则无法分成数量都大于1且都相同的各组,而都会有剩余。因此,11为素数。
在数字1至6间,数字2、3与5为素数,1、4与6则不是素数。1不是素数,其理由见下文。2是素数,因为只有1与2可整除该数。接下来,3亦为素数,因为1与3可整除3,3除以2会余1。因此,3为素数。不过,4是合数,因为2是另一个(除1与4外)可整除4的数:
4 = 2 · 2
5又是个素数:数字2、3与4均不能整除5。接下来,6会被2或3整除,因为
6 = 2 · 3
因此,6不是素数。右图显示12不是素数:12 = 3 · 4。不存在大于2的偶数为素数,因为依据定义,任何此类数字n均至少有三个不同的约数,即1、2与n。这意指n不是素数。因此,“奇素数”系指任何大于2的素数。类似地,当使用一般的十进位制时,所有大于5的素数,其尾数均为1、3、7或9,因为偶数为2的倍数,尾数为0或5的数字为5的倍数。
若n为一自然数,则1与n会整除n。因此,素数的条件可重新叙述为:一个数字为素数,若该数大于1,且没有
2, 3, , n − 1
会整除n。另一种叙述方式为:一数n > 1为素数,若不能写成两个整数a与b的乘积,其中这两数均大于1:
n = a · b
换句话说,n为素数,若n无法分成数量都大于1且都相同的各组。
由所有素数组成之集合通常标记为P或
。
前168个素数(所有小于1000的素数)为
2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97, 101, 103, 107, 109, 113, 127, 131, 137, 139, 149, 151, 157, 163, 167, 173, 179, 181, 191, 193, 197, 199, 211, 223, 227, 229, 233, 239, 241, 251, 257, 263, 269, 271, 277, 281, 283, 293, 307, 311, 313, 317, 331, 337, 347, 349, 353, 359, 367, 373, 379, 383, 389, 397, 401, 409, 419, 421, 431, 433, 439, 443, 449, 457, 461, 463, 467, 479, 487, 491, 499, 503, 509, 521, 523, 541, 547, 557, 563, 569, 571, 577, 587, 593, 599, 601, 607, 613, 617, 619, 631, 641, 643, 647, 653, 659, 661, 673, 677, 683, 691, 701, 709, 719, 727, 733, 739, 743, 751, 757, 761, 769, 773, 787, 797, 809, 811, 821, 823, 827, 829, 839, 853, 857, 859, 863, 877, 881, 883, 887, 907, 911, 919, 929, 937, 941, 947, 953, 967, 971, 977, 983, 991, 997 (OEIS中的数列A000040)。
素数也叫质数,指大于1的自然数中,除了1和它本身外不再有其他因数的自然数,比如2、3、5、7、11、13等等。
最初研究素数的是古希腊数学家欧几里得,他在《几何原本》中用反证法,对“素数有无穷多个”给出了一个经典的证明方法。
素数是构成整数的基础,所有整数都可以用素数来表示。所以素数包含了所有整数的奥秘,整数分解就是破解整数奥秘的途径之一,因为整数分解后只剩下素数因子。
素数的应用
在现实生活中,数的分解是许多网络加密的基础,我们要把两个已知数相乘很容易,但是要把一个大数分解却很难,利用整数的这一非对称特性,密码学家巧妙地设计了加密和解密的数学原理,比如RSA非对称加密算法,就是基于大数分解。
换句话说,一旦出现一种算法能很快地分解一个大数,那么RSA加密方法将失效,但是目前为止还没有出现这样的高效算法。
质数(prime number)又称素数,有无限个一个大于1的自然数,除了1和它本身外,不能被其他自然数整除(除0以外)的数称之为素数(质数);
否则称为合数根据算术基本定理,每一个比1大的整数,要么本身是一个质数,要么可以写成一系列质数的乘积;而且如果不考虑这些质数在乘积中的顺序,那么写出来的形式是唯一的
只有1和它本身两个因数的自然数,叫质数(或称素数)(如:由2÷1=2,2÷2=1,可知2的因数只有1和它本身2这两个约数,所以2就是质数与之相对立的是合数:“除了1和它本身两个因数外,还有其它因数的数,叫合数”如:4÷1=4,4÷2=2,4÷4=1,很显然,4的因数除了1和它本身4这两个因数以外,还有因数2,所以4是合数)100以内的质数有2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47、53、59、61、67、71、73、79、83、89、97,在100内共有25个质数
素数
素数是这样的整数,它除了能表示为它自己和1的乘积以外,不能表示为任何其它两个整数的乘积。例如,15=3*5,所以15不是素数;又如,12=6*2=4*3,所以12也不是素数。另一方面,13除了等于13*1以外,不能表示为其它任何两个整数的乘积,所以13是一个素数。
有的数,如果单凭印象去捉摸,是无法确定它到底是不是素数的。有些数则可以马上说出它不是素数。一个数,不管它有多大,只要它的个位数是2、4、5、6、8或0,就不可能是素数。此外,一个数的各位数字之和要是可以被3整除的话,它也不可能是素数。但如果它的个位数是1、3、7或9,而且它的各位数字之和不能被3整除,那么,它就可能是素数(但也可能不是素数)。没有任何现成的公式可以告诉你一个数到底是不是素数。你只能试试看能不能将这
个数表示为两个比它小的数的乘积。
具体
根据题意,假设n不是2的方幂,则含有奇约数p,设n=pm。
可计算:
2^n+1=(2^m+1)2^m(p-1)-2^m(p-2)+2^m(p-3)+2^m(p-p)
2^m+1>2+1=3>1
也就是:2^m(p-1)-2^m(p-2)+2^m(p-3)+2^m(p-p)的最后一项为1。
则2^n+1可分解成两个大于1的数的乘积,所以2^n+1不是质数,矛盾,所以是2的方幂。
素数的性质如下:
如果为合数,因为任何一个合数都可以分解为几个素数的积;而N和N+1的最大公约数是1,所以不可能被p1,p2,……,pn整除,所以该合数分解得到的素因数肯定不在假设的素数集合中。
因此无论该数是素数还是合数,都意味着在假设的有限个素数之外还存在着其他素数。所以原先的假设不成立,也就是说,素数有无穷多个。
质数又称素数,有无限个。质数定义为在大于1的自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数。
质数具有许多独特的性质:
(1)质数p的约数只有两个:1和p。
(2)初等数学基本定理:任一大于1的自然数,要么本身是质数,要么可以分解为几个质数之积,且这种分解是唯一的。
扩展资料:
质数的个数是无穷的。欧几里得的《几何原本》中的证明使用了证明常用的方法:反证法。具体证明如下:假设质数只有有限的n个,从小到大依次排列为p1,p2,……,pn,设N=p1×p2×……×pn,那么,N+1是素数或者不是素数。
如果N+1为素数,则N+1要大于p1,p2,……,pn,所以它不在那些假设的素数集合中。
如果N+1为合数,因为任何一个合数都可以分解为几个素数的积;而N和N+1的最大公约数是1,所以N+1不可能被p1,p2,……,pn整除,所以该合数分解得到的素因数肯定不在假设的素数集合中。
因此无论该数是素数还是合数,都意味着在假设的有限个素数之外还存在着其他素数。所以原先的假设不成立。也就是说,素数有无穷多个。
参考资料来源:百度百科-质数
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