什麼叫質數 – – 什麼數叫做質數
什麼叫質數(什麼數叫做質數)
說到質數,也許你不知道它們是什麼。但是稍微有點數學基礎的人都知道,質數是數學中的一個特殊數,也是一個常見數。但是這個數字讓很多數學問題沒有解決。為什麼質數如此特殊,能讓無數科學家著迷?我今天就來說說這個。
質數第一是什麼?其實質數是特殊的整數。比如我們知道0,1,2,3等。都是整數,但是這些整數都有一些特點,比如4可以由2*2組成,8可以由4*2組成。所以,整數雖然很多,但大部分都可以由其他整數相乘而成,所以這些可以直接由整陣列成的整數就有點“多餘”了。於是人們想先去掉這些所謂的“多餘”數字,看看“最基本”的數字是什麼。
比如數字16可以寫成8*2,但是8本身可以寫成4*2,那麼16就可以寫成4*2*2,但是事情就這樣結束了嗎?不會,因為4也可以寫成2*2,最後的16可以寫成2 * 2 * 2,也就是說很多整數可以用最後幾個簡單整數相乘來表示。
其實上面的過程和質因數分解很像,基本思路是一樣的。於是我們想知道,有沒有一個判斷標準,可以一眼判斷一個數“是否可以拆解成一些基本數”?由此可知,素數的定義是顯而易見的。什麼是質數是隻能被1和它本身整除的數。比如1是質數,因為它只能被1和它自己整除。2也是質數,因為它也只能被1和它本身整除。
那麼9是質數嗎?不會,因為9可以被3整除,也可以被1整除。所以不要認為只要是奇數就是素數。素數的定義相當嚴格:只能被1和它本身整除的數。
有了質數的定義,那麼我們就要看一個整數有多少個質數。既然我們的整數有無窮多個,自然會認為質數也應該有無窮多個,但這只是直覺上的猜測。證明素數有無窮多個需要嚴格的數學推理,但這個已經被數學家解決了,所以確實有無窮多個素數。
接下來要研究質數在整數範圍內是如何分佈的,質數是否主要分佈在整數前面,或者質數是否均勻分佈在整數之間等等。這個階段事情會變得複雜,因為無數科學家一直在研究整數中素數的分佈規律,直到現在也沒有搞清楚它的規律。比如我舉一個一堆質數的例子:2,5,7,11,13,17,19,23等等。你看到素數的分佈規律了嗎?不,你可以繼續下去,找出質數何時出現在整數中。感覺完全不規律。沒錯,這就是質數的魅力,因為人們一直在努力尋找規律,卻找不到。
為什麼質數的分佈規律這麼難找?根據定義,整數中的質數可以稱為“基本數”,所有的整數都可以乘以質數。這個基本數似乎隱含了萬物的一些基本規律,所以素數的分佈變得非常困難,產生了大量的數學問題,比如黎曼猜想,哥德巴赫猜想等等。
其實我打電話給你是想找出偶數在整數間的分佈規律。明眼人一眼就能看出來。列出偶數,如0、2、4、6、8、10、12、14和16。看,偶數每隔一個數字出現一次。這個定律不能再簡單了,奇數的分佈定律也可以。但是到了研究質數分佈規律的時候,就麻煩了。
簡而言之,質數之謎可以說是數學界永恆的難題。很多著名的猜想現在都很難證明,因為素數的分佈規律真的很難找到。如果你看完這篇文章對數學感興趣,不妨研究一下哥德巴赫猜想,因為它不需要很深的數學基礎就能理解。也許你只是解決了無數科學家無法證明的問題!我是肖鵬,來回答你的問題。喜歡文章的可以關注一下。
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作者:Julie Selby
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