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质数素数是什么意思?最详细的解释

2022-06-09 大全 320 作者:考证青年

一、发帖目的

本文主要阐述素数的概念,以通俗易懂的方式描述素数和合数的含义,并找到一种在给定数值范围内求素数的方法。

二、文章大纲

1、素数的概念

2、对素数形象的理解

3、什么是合数

4,为什么1不是质数

5、如何求给定范围内的素数

6,求素数的例子

素数也叫素数,英文名字叫Prime。

三、文章内容

1、素数的概念

关于素数,也叫素数,从字面意思可以想像这种数有基本、本质、原子的意思,也就是说这种数是不可分割的,它是一个基本的、独立的原子个体。素数定义为除 1 和整数本身外,不能被其他自然数整除的数(1 除外)。

2、对素数形象的理解

你可以想象,有一堆苹果,n。假设苹果是不可切割的,现在你需要将这堆苹果分成几份。

有两种可能的结果。一是可以分成几等份;

对于第二种情况(保持原样,不可分割),这堆苹果可以看成以下两种情况:

A,以单个苹果为个体,可分为n人,1(piece)*n()

B,将n个苹果作为一个整体,可以分给1个人,n()*1();

回到数字的范畴,也就是说,如果一个整数n只能被1或它自己整除,也就是说整数n只能用n=1*n的形式表示,或者n=n*1,即不能再分成其他形式的等份,那么这个数就称为素数。

图片理解为:一堆苹果,还是原来的那一堆苹果,没变。

3、什么是合数

按照上面素数的概念,在相反的情况下,如果一串苹果可以细分成n=a*b的形式(a,b不等于1或n),那么就称n一个合数。合数这个词本身也意味着它可以由多个数字组成。

以苹果为例。假设苹果堆是15,除了15的状态,还可以分为3堆,一共5堆(3*5)或5堆),一共3堆(5 *3) 这两种状态。即15不仅可以表示为15*1或1*15,还可以表示为3*5或5*3。也就是说,15除了可以整除可以被 1 和它自己整除,也可以被 3 或 5 整除。

4,为什么1不是质数

其实从本质概念上来说,1也可以称为素数,从上面的例子就可以看出。

之所以不能把1看成素数,是因为如果把1看成素数,合数的概念就会不一致。

合数,从上面第3点的分析可知,合数n可以表示为n=a*b的形式(这里a、b不等于1或n)。

由于 n=a*b,那么 a 和 b 有两种状态,要么是素数,要么是合数。为什么?

因为,数本身只有这两种状态:要么只能被 1 或自身整除,要么能被其他数加法整除。因此,a 和 b 这两个数可能是质数或合数。

现在,我想对a和b做如下操作:如果它们是素数,它们将保持不变;如果它们是合数,它们将继续分解为两个数的乘积形式。

这样继续操作,n=a*b,最终会呈现为n=p1*p2*p3...(其中,p1,p2,p3.. . 都是素数)。也就是说,一个合数最终将由素数的乘积来表示。

现在回到本题的问题,为什么1不是素数?

因为:1由于其自身的特殊性(任意1或1)相乘,得到一个合数n=p1*p2*p3,就会有无数的表达式。即合数n可以表示为:

n=p1*p2*p3

n=p1*p2*p3*1

n=p1*p2*p3*1*1

n=p1*p2*p3*1*1*1

......

因此,为了实现合数表达式的唯一性,人为将1从素数中排除。

5、如何求给定范围内的素数

此时,我们已经知道素数和合数了。所以如果你想问给定数字范围内的质数是什么,你应该如何找到它们?

例如,如何求10以内的素数?

按照常识,很容易认为10以内的素数是:2,3,5,7

如果它不是 10,而是 100 以内的质数呢?

是按顺序计算的吗,2,3,5,7,11,13,17,19...

如果不是 100,而是 1000 以内的质数呢?

看来,靠自己的理解来数数会让自己头晕目眩,并不是解决问题的根本途径。

那么应该怎么做呢?

在我看来,我们还是要从素数的概念开始:只能被 1 和自身整除的数字。

也就是说,一个数不能被除 1 和自身以外的任何其他数整除。也就是说,只要找到一个能被 1 整除且自身能整除的数,就可以确定该数不是素数。

下面的目标是尝试找到这样的数字。

首先想一想什么是非素数?显而易见的答案是合数。合数的性质是什么?一个合数可以表示为几个素数的乘积。

既然要求是n内的素数,那么肯定n内的素数一定在n内; n 内的合数也在 n 内。 n内的合数可以表示为几个素数的乘积,这里的素数也必须在n内。

那么可以肯定,n 内的一个合数必须能被 n 内的至少一个素数整除。如果能找到能被n内的合数整除的最大素数K,那么就可以得到这样一组素数(从2开始,最大值为K),n内的整数依次与这组素数对 中的素数进行余数运算,根据余数结果是否为0来判断该整数是否为合数。即如果余数的结果不是0的整数,则是一个素数。

下面的问题是:给定整数n的范围,如何找到能被n内的合数整除的最大素数?

从合数的概念来看,一个合数必须表示为几个素数的乘积。

至于合数分解成的素数个数,这个是不确定的,可能是2,也可能是3,或者更多。

我们先给出一个结论:

假设一个合数M可以分解为3个素数的乘积,M=X1*X2*X3(X1

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