质数的定义是什么?

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质数(又称为素数)

1.就是在所有比1大的整数中,除了1和它本身以外 ,不再有别的因数,这种整数叫做质数。还可以说成质数只有1和它本身两个约数。2.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。

[编辑本段]质数的概念

一个数,如果只有1和它本身两个因数,这样的数叫做质数(或素数) 。例如 2 ,3,5,7 是质数 ,而 4,6,8 ,9 则不是,后者称为合成数或合数。从这个观点可将整数分为两种,一种叫质数 ,一种叫合成数。(1不是质数 ,也不是合数)著名的高斯「唯一分解定理」说,任何一个整数 。可以写成一串质数相乘的积 。质数中除2是偶数外,其他都是奇数。

[编辑本段]质数的奥秘

质数的分布是没有规律的 ,往往让人莫名其妙。如:101、401 、601、701都是质数,但上下面的301(7*43)和901(17*53)却是合数 。

有人做过这样的验算:1^2+1+41=43,2^2+2+41=47,3^2+3+41=53……于是就可以有这样一个公式:设一正数为n,则n^2+n+41的值一定是一个质数。这个式子一直到n=39时 ,都是成立的。但n=40时,其式子就不成立了,因为40^2+40+41=1681=41*41 。

说起质数就少不了哥德巴赫猜想 ,和著名的“1+1”

哥德巴赫猜想 :(Goldbach Conjecture)

内容为“所有的不小于6的偶数,都可以表示为两个素数”

这个问题是德国数学家哥德巴赫(C.Goldbach,1690-1764)于1742年6月7日在给大数学家欧拉的信中提出的 ,所以被称作哥德巴赫猜想。同年6月30日,欧拉在回信中认为这个猜想可能是真的,但他无法证明。从此 ,这道数学难题引起了几乎所有数学家的注意 。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠 ”。“用当代语言来叙述 ,哥德巴赫猜想有两个内容,第一部分叫做奇数的猜想,第二部分叫做偶数的猜想。奇数的猜想指出 ,任何一个大于等于7的奇数都是三个素数的和 。偶数的猜想是说,大于等于4的偶数一定是两个素数的和。”(引自《哥德巴赫猜想与潘承洞》)

哥德巴赫猜想貌似简单,要证明它却着实不易 ,成为数学中一个著名的难题。18、19世纪,所有的数论专家对这个猜想的证明都没有作出实质性的推进,直到20世纪才有所突破 。直接证明哥德巴赫猜想不行 ,人们采取了“迂回战术”,就是先考虑把偶数表为两数之和,而每一个数又是若干素数之积 。如果把命题"每一个大偶数可以表示成为一个素因子个数不超过a个的数与另一个素因子不超过b个的数之和"记作"a+b" ,那么哥氏猜想就是要证明"1+1"成立。

1900年,20世纪最伟大的数学家希尔伯特,在国际数学会议上把“哥德巴赫猜想 ”列为23个数学难题之一。此后 ,20世纪的数学家们在世界范围内“联手”进攻“哥德巴赫猜想”堡垒 ,终于取得了辉煌的成果 。

到了20世纪20年代,有人开始向它靠近。1920年,挪威数学家布爵用一种古老的筛选法证明 ,得出了一个结论:每一个比6大的偶数都可以表示为(9+9)。这种缩小包围圈的办法很管用,科学家们于是从(9十9)开始,逐步减少每个数里所含质数因子的个数 ,直到最后使每个数里都是一个质数为止,这样就证明了“哥德巴赫猜想 ” 。

1920年,挪威的布朗(Brun)证明了 “9+9 ”。

1924年 ,德国的拉特马赫(Rademacher)证明了“7+7 ”。

1932年,英国的埃斯特曼(Estermann)证明了 “6+6 ” 。

1937年,意大利的蕾西(Ricei)先后证明了“5+7 ”, “4+9 ”, “3+15 ”和“2+366  ”。

1938年 ,苏联的布赫 夕太勃(Byxwrao)证明了“5+5 ”。

1940年,苏联的布赫 夕太勃(Byxwrao)证明了 “4+4 ” 。

1948年,匈牙利的瑞尼(Renyi)证明了“1+c  ” ,其中c是一很大的自然数。

1956年 ,中国的王元证明了 “3+4 ”。

1957年,中国的王元先后证明了 “3+3 ”和 “2+3  ” 。

1962年,中国的潘承洞和苏联的巴尔巴恩(BapoaH)证明了 “1+5 ” , 中国的王元证明了“1+4 ” 。

1965年,苏联的布赫 夕太勃(Byxwrao)和小维诺格拉多夫(BHHopappB),及 意大利的朋比利(Bombieri)证明了“1+3  ”。

1966年 ,中国的陈景润证明了 “1+2 ”[用通俗的话说,就是大偶数=素数+素数*素数或大偶数=素数+素数(注:组成大偶数的素数不可能是偶素数,只能是奇素数。因为在素数中只有一个偶素数 ,那就是2 。)]。

其中“s + t ”问题是指: s个质数的乘积 与t个质数的乘积之和

20世纪的数学家们研究哥德巴赫猜想所采用的主要方法,是筛法 、圆法、密率法和三角和法等等高深的数学方法。解决这个猜想的思路,就像“缩小包围圈”一样 ,逐步逼近最后的结果 。

由于陈景润的贡献,人类距离哥德巴赫猜想的最后结果“1+1 ”仅有一步之遥了。但为了实现这最后的一步,也许还要历经一个漫长的探索过程。有许多数学家认为 ,要想证明“1+1” ,必须通过创造新的数学方法,以往的路很可能都是走不通的 。

质数的性质

被称为“17世纪最伟大的法国数学家”费尔马,也研究过质数的性质。他发现 ,设Fn=2^(2^n)+1,则当n分别等于0、1 、2、3、4时,Fn分别给出3 、5 、17、257、65537 ,都是质数,由于F5太大(F5=4294967297),他没有再往下检测就直接猜测:对于一切自然数 ,Fn都是质数。但是,就是在F5上出了问题!费尔马死后67年,25岁的瑞士数学家欧拉证明:F5=4294967297=641*6700417 ,并非质数,而是合数 。

更加有趣的是,以后的Fn值 ,数学家再也没有找到哪个Fn值是质数 ,全部都是合数。目前由于平方开得较大,因而能够证明的也很少。现在数学家们取得Fn的最大值为:n=1495 。这可是个超级天文数字,其位数多达10^10584位 ,当然它尽管非常之大,但也不是个质数 。质数和费尔马开了个大玩笑!

还有一种被称为“殆素数 ”的,意思是很像素数 ,著名数学家陈景润就使用了这个概念,他的“1+2”的“2”,就表示“殆素数 ” ,实际上是一个合数。大家不要搞混了。严格地讲,“殆素数”不是一个科学概念,因为科学概念的特征是(1)精确性;(2)稳定性;(3)可以检验;(4)系统性;(5)专义性 。例如 ,许多数学家使用了“充分大”,这也是一个模糊概念,因为陈景润把它定义为“10的50万次方 ” ,即在10的后面加上50万个“0”。这是一个无法检验的数。

[编辑本段]质数的假设

17世纪还有位法国数学家叫梅森 ,他曾经做过一个猜想:2^p-1代数式,当p是质数时,2^p-1是质数 。他验算出了:当p=2 、3、5、7 、11、13、17 、19时 ,所得代数式的值都是质数,后来,欧拉证明p=31时 ,2^p-1是质数。 p=2,3,5 ,7时,Mp都是素数,但M11=2047=23×89不是素数。

还剩下p=67、127、257三个梅森数 ,由于太大,长期没有人去验证 。梅森去世250年后,美国数学家科勒证明 ,2^67-1=193707721*761838257287 ,是一个合数。这是第九个梅森数。20世纪,人们先后证明:第10个梅森数是质数,第11个梅森数是合数 。质数排列得这样杂乱无章 ,也给人们寻找质数规律造成了困难。

[编辑本段]质数表上的质数

现在,数学家找到的最大的梅森数是一个有9808357位的数:2^32582657-1。数学虽然可以找到很大的质数,但质数的规律还是无法循通 。

[编辑本段]求大质数的方法

研究发现质数除2以外都是奇数 ,而奇数除了奇数*奇数(或再加“*奇数”)都是质数 。那么用计算机先把奇数*奇数(或再加“*奇数 ”)(比如9,15,21 ,25,27,33 ,35,39……)都求出来,再找奇数中上面没提到的那些数 ,那些数就是素数。

人们找出的几个超大质数中有遗漏 ,那么就可以用此方法求出那些遗漏的数,不过需要很长时间!

这对于“孪生素数 ”有帮助喔!

上面这个算法比较麻烦,对于求很大的素数效率低下 ,这个很大的素数可以用概率算法求。

求素数,请用《公理与素数计算》 。这种方法用不着将所有奇数都写出来,而且计算出来的素数可以做到一个不漏。对于合数的删除 ,也不是涉及所有奇合数,删除是准确无误的,删除奇合数后剩余的全部是素数。如:对奇素数3的倍数的数进行删除 ,在整个自然数中只须删除一个数;对素数5的倍数的数进行删除,在整个自然数中只须删除2个数;对素数7的倍数的数进行删除,在整个自然数中只须删除8个数;以此类推 ,如果哪位老师能够将它用电脑编成程序,对计算素数有很大的帮助 。

上面这个算法比较麻烦,对于求很大的素数效率低下 ,这个很大的素数可以用概率算法求。

求素数 ,请用《公理与素数计算》。这种方法用不着将所有奇数都写出来,而且计算出来的素数可以做到一个不漏 。对于合数的删除,也不是涉及所有奇合数 ,删除是准确无误的,删除奇合数后剩余的全部是素数。如:对奇素数3的倍数的数进行删除,在整个自然数中只须删除一个数;对素数5的倍数的数进行删除 ,在整个自然数中只须删除2个数;对素数7的倍数的数进行删除,在整个自然数中只须删除8个数;以此类推,如果哪位老师能够将它用电脑编成程序 ,对计算素数有很大的帮助。”

[编辑本段]质数的个数

有近似公式: x 以内质数个数约等于 x / ln(x)

ln是自然对数的意思 。

尚准确的质数公式未给出。

10 以内共 4 个质数。

100 以内共 25 个质数 。

1000 以内共 168 个质数 。

10000 以内共 1229 个质数。

100000 以内共 9592 个质数。

1000000 以内共 78498 个质数 。

10000000 以内共 664579 个质数。

100000000 以内共 5761455 个质数。

......

总数无限 。

关于“质数的定义是什么?”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!

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    2025年08月29日
    1315

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  • 含珊的头像
    含珊 2025年08月30日

    我是善心号的签约作者“含珊”

  • 含珊
    含珊 2025年08月30日

    本文概览:网上有关“质数的定义是什么?”话题很是火热,小编也是针对质数的定义是什么?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。质数(又称为素...

  • 含珊
    用户083003 2025年08月30日

    文章不错《质数的定义是什么?》内容很有帮助

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