素數即是質數,它的定義是:一個大於1的自然數,除了1和它自身外,不能被其他自然數整除的數叫做素數。
常見的素數有2、3、5、7等等,素數的個數是無窮的,以36N為單位,隨著N的增大,素數的個數以波浪形式漸漸增多。在一個大於1的數a和它的2倍之間必存在至少一個素數。如2和它的2倍4之間,存在的素數是2和3。
素數的應用範圍很廣泛,比如密碼學、汽車變速箱齒輪、導彈和魚雷、生命週期等等。其中,在汽車變速箱齒輪的設計上,相鄰的兩個大小齒輪齒數設計成質數,可增強齒輪的耐用度,減少故障。
素數的定義
素數又稱質數,是指指在大於1的自然數中,除了1和它本身以外不再有其他因數的自然數。質數的個數是無窮的。
素數定義素數又稱質數,一個大於1的自然數,除了1和它自身外,不能被其他自然數整除的數叫做質數,也就是素數;否則稱為合數。
素數的性質(1)素數p的約數只有兩個:1和p。
(2)素數的個數是無限的。
(3)若n為正整數,在n2和(n+1)2之間至少有一個素數。
(4)若n為大於或等於2的正整數,在n到n!之間至少有一個素數。
(5)所有大於10的素數中,個位數只有1,3,7,9。
(6)初等數學基本定理:任一大於1的自然數,要麼本身是素數,要麼可以分解為幾個素數之積,且這種分解是唯一的。
(7)素數的個數公式π(n)是不減函式。
(8)若素數p為不超過n(n≥4)的最大質數,則p大於n/2。
合數定義合數是指自然數中除了能被1和本身整除外,還能被其他數(0除外)整除的數。與之相對的是質數,而1既不屬於質數也不屬於合數。
素數是什麼?
01
素數又稱質數,指在大於1的自然數中,除了1和該數自身外,無法被其他自然數整除的數(也可定義為只有1與該數本身兩個正因數的數)。
一個自然數(如1、2、3、4、5、6等)若恰有兩個正約數(1及此數本身),則稱之為素數。大於1的自然數若不是素數,則稱之為合數。
數字12不是素數,因為將12以每4個分成1組,恰可分成3組(也有其他分法)。11則無法分成數量都大於1且都相同的各組,而都會有剩餘。因此,11為素數。
在數字1至6間,數字2、3與5為素數,1、4與6則不是素數。1不是素數,其理由見下文。2是素數,因為只有1與2可整除該數。接下來,3亦為素數,因為1與3可整除3,3除以2會餘1。因此,3為素數。不過,4是合數,因為2是另一個(除1與4外)可整除4的數:
4 = 2 · 2.
5又是個素數:數字2、3與4均不能整除5。接下來,6會被2或3整除,因為
6 = 2 · 3.
因此,6不是素數。右圖顯示12不是素數:12 = 3 · 4。不存在大於2的偶數為素數,因為依據定義,任何此類數字n均至少有三個不同的約數,即1、2與n。這意指n不是素數。因此,“奇素數”係指任何大於2的素數。類似地,當使用一般的十進位制時,所有大於5的素數,其尾數均為1、3、7或9,因為偶數為2的倍數,尾數為0或5的數字為5的倍數。
若n為一自然數,則1與n會整除n。因此,素數的條件可重新敘述為:一個數字為素數,若該數大於1,且沒有
2, 3, ..., n − 1
會整除n。另一種敘述方式為:一數n >1為素數,若不能寫成兩個整數a與b的乘積,其中這兩數均大於1:
n = a · b.
換句話說,n為素數,若n無法分成數量都大於1且都相同的各組。
由所有素陣列成之集合通常標記為P或
。
前168個素數(所有小於1000的素數)為
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中的數列A000040)。