素数指的是什么数

如题所述

素数指一个大于1的自然数,除了1和它本身外,不能被其他自然数整除,换句话说就是该数除了1和它本身以外不再有其他的因数的数。

素数个数:

素数的个数是无穷的。欧几里得的《几何原本》中有一个经典的证明。它使用了证明常用的方法:反证法。具体证明如下:假设素数只有有限的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。

著名猜想:

哥德巴赫猜想:是否每个大于2的偶数都可写成两个素数之和?

孪生素数猜想:孪生素数就是差为2的素数对,例如11和13。是否存在无穷多的孪生素数?

斐波那契数列内是否存在无穷多的素数?是否有无穷多个的梅森素数?在n2与(n+1)2之间是否每隔n就有一个素数?是否存在无穷个形式如X2+1素数?

素数的性质及素性检测:

性质:

(1)素数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,要么本身是素数,要么可以分解为几个素数之积,且这种分解是唯一的。

(3)素数的个数是无限的。

(4)素数的个数公式π(n)是不减函数。

(5)若n为正整数,在n的2次方到(n+1)的2次方之间至少有一个素数。

(6)若n为大于或等于2的正整数,在n到n!之间至少有一个素数。

(7)若素数p为不超过n(n大于等于4)的最大素数,则p>n/2。

素性检测:

素性检测一般用于数学或者加密学领域。用一定的算法来确定输入数是否是素数。不同于整数分解,素性测试一般不能得到输入数的素数因子,只说明输入数是否是素数。大整数的分解是一个计算难题,而素性测试是相对更为容易(其运行时间是输入数字大小的多项式关系)。

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