首页 > 三人行 > 数学科普:欧几里德告诉你为什么质数有无穷多个

数学科普:欧几里德告诉你为什么质数有无穷多个

2008年7月30日 康爷 发表评论 阅读评论

image 为什么要讲这个话题,因为既然取名叫IT VS 数学,自然要谈谈数学,而要谈数学,要谈数学科普,我最喜欢谈的就是这个命题。原因?这个比较好玩!呵呵

学到质数,或者称为素数,应该是小学,初中的事。质数要求很严格,要求没有约数(除了自身和1),所以不是很多的。我自己读初中时,100以内的质数是需要背全的,可见不多,现背如下,考验考验自己的记忆呵呵:

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

可以看见,越到后面质数越来越少,一个很自然的问题:质数有多少个??

其实不自然啦,因为我问过很多人这个问题,没有人想到过这个问题,当然从这个角度可以写一篇批判应试教育的文章。。。我不高兴写了

在我问完这个问题之后,没人回答得出(废话,我当然是找回答不出的人问的~)。原因当然有二,一是这些被问者没听过解答,二就是这个问题并不简单。

公布答案:质数有无穷多个!!!

为什么?

本以为是个很难的题目,可是,两千多年前,有一位中国观众十分熟悉的人物叫欧几里德,把这个问题给解决了,而且解决得如此让人无话可说,感叹数学之妙,数论之美。

不过,千万别以为欧几里德画了两个圆把这个问题给解决了,如此的话欧几里德就是“古代几何数论”的开山鼻祖了。可是他现在是“欧氏几何”的鼻祖,当然还有一个和此有关的重要内容,也是搞计算机的同学们很早就会遇到的一个内容:欧几里德辗转相除法。

现证明如下:(这个证明我也自己写一遍~)

命题:质数有无穷多个。

证明:用反证法。假设质数只有有限多个,那么设质数共有n个,且分别是p1=2,p2=3,p3,p4…,pn。

考察p=p1*p2*p3*…*pn+1,显然p>pk(k=1,2,3,..,n)(理由:p>pk+1>pk)

由于质数只有n个,且p>pn,所以p不是质数。

然而,p又无法被任何一个质数pk整除(因为pk|p1*p2*..*pn,但pk不能整除1,所以pk不能整除p1*p2*..*+1=p),

于是p是质数,矛盾!

故原命题成立,即素数有无穷多个。   #

多说无益了,只有一句,欧几里德真伟大~

分类: 三人行 标签: ,
  1. 2009年12月13日21:18 | #1

    这个证明是当年的一个经典的证明,挺受鼓舞的。

  1. 本文目前尚无任何 trackbacks 和 pingbacks.