质数的定义是什么( 想不到还能这样定义质数?)

时间:2024-07-08 22:45:26


自然数可分为0,质数(素数)和合数。质数是与合数(积数)相对立的两个概念,二者构成了数论当中最基础的定义之一。质数(素数)在数论中有着很重要的地位。


到底什么是质数?它如何定义的?

过去从除法出发、从约数出发,是这样定义质数的:

如果一个大于1的自然数,只能被1和它本身整除,那么这个自然数就是质数(素数),其它的自然数都叫合数。这就是教科书式定义,它是用“除法”来定义质数的。

公元前300年《几何原本》欧几里德著

千百年来,基于这样的质数定义,每当我们要检查一个正整数N是否为质数,最简单的或最初等方法就

是用试除法:

若均无法整除,则N为质数。

其实,数的世界就在那里并没有变化,我们想要有新的发现,关键是我们怎么去看待和描述它。

质数几千年来都是这样定义的,难道说质数还可以有别样的定义吗?答案是肯定的。

在下定义之前,我们先写下一串自然数(0~15),除了0,1以外,每个数都互相乘(包括自乘),结果写在对应数字栏里(见表一),我们会发现:

2×2,2×3,2×4,2×5,2×6,2×7

3×3,3×4,3×5

这相当于将2~15的所有自然数都给质因数分解了。

那些没有被乘出来的数就是质数,也叫素数(表一中带“·”的都是质数)。

有数学学得好的童鞋,就会发现,“1”怎么成了质数?让我们先看定义。

新质数定义:

当自然数,0<A≤B<C时,若C=A*B则称C为合数,否则为质数。0就是0,它非质数,也非积数(合数)。1是质数,但是不作为质因数参与合数的构成(所以,以后也不再用1,去除别的数了)。

这是本文作者首创的用“乘法”来定义质数(素数)。

其实,过去人们为了不引起矛盾,特意将1规定为非质数、非合数的(从这个逻辑上说,自然数应分为0,1,合数和质数)。

【思考题:为什么将1定为质数,会在过去的教科书中会引起麻烦?】


现在有了质数的新定义,也给1平反了,做一下技术处理,是不会造成什么混乱的后果的。比如,给质数1,编号为0,即