
1998年1月27日,19歲學(xué)生羅蘭·克拉克森發(fā)現(xiàn)了最大的素?cái)?shù)23021377-1。這個(gè)數(shù)全部寫(xiě)出來(lái)后有909526位,它是使用了由喬治·沃特曼與斯科特·庫(kù)羅斯基寫(xiě)的軟件而跟蹤得來(lái)的。它是第37個(gè)“默森素?cái)?shù)”?死松菙(shù)千名“網(wǎng)上默森素?cái)?shù)研究會(huì)”的自愿投稿人之一,而他使用的只是普通的200MHz奔騰臺(tái)式電腦。
相關(guān)資料:
質(zhì)數(shù)(又稱(chēng)為素?cái)?shù))
1.就是在所有比1大的整數(shù)中,除了1和它本身以外,不再有別的約數(shù),這種整數(shù)叫做質(zhì)數(shù)或素?cái)?shù)。還可以說(shuō)成質(zhì)數(shù)只有1和它本身兩個(gè)約數(shù)。這終規(guī)只是文字上的解釋而已。能不能有一個(gè)代數(shù)式,規(guī)定用字母表示的那個(gè)數(shù)為規(guī)定的任何值時(shí),所代入的代數(shù)式的值都是質(zhì)數(shù)呢?
2.素?cái)?shù)是這樣的整數(shù),它除了能表示為它自己和1的乘積以外,不能表示為任
何其它兩個(gè)整數(shù)的乘積。
質(zhì)數(shù)的概念
一個(gè)數(shù),如果只有1和它本身兩個(gè)因數(shù),這樣的數(shù)叫做質(zhì)數(shù)(或素?cái)?shù))。例如 2,3,5,7 是質(zhì)數(shù),而 4,6,8,9 則不是,后者稱(chēng)為合成數(shù)或合數(shù)。從這個(gè)觀點(diǎn)可將整數(shù)分為兩種,一種叫質(zhì)數(shù),一種叫合成數(shù)。(1不是質(zhì)數(shù),也不是合數(shù))著名的高斯「唯一分解定理」說(shuō),任何一個(gè)整數(shù)?梢詫(xiě)成一串質(zhì)數(shù)相乘的積。
質(zhì)數(shù)的奧秘
質(zhì)數(shù)的分布是沒(méi)有規(guī)律的,
有人做過(guò)這樣的驗(yàn)算:1^2+1+41=43,2^2+2+41=47,3^2+3+41=53……于是就可以有這樣一個(gè)公式:設(shè)一正數(shù)為n,則n^2+n+41的值一定是一個(gè)質(zhì)數(shù)。這個(gè)式子一直到n=39時(shí),都是成立的。但n=40時(shí),其式子就不成立了,因?yàn)?0^2+40+41=1681=41*41。
說(shuō)起質(zhì)數(shù)就少不了哥德巴赫猜想,和著名的“1+1”
哥德巴赫猜想 :(Goldbach Conjecture)
內(nèi)容為“所有的大于2的偶數(shù),都可以表示為兩個(gè)素?cái)?shù)”
這個(gè)問(wèn)題是德國(guó)數(shù)學(xué)家哥德巴赫(C.Goldbach,1690-1764)于1742年6月7日在給大數(shù)學(xué)家歐拉的信中提出的,所以被稱(chēng)作哥德巴赫猜想。同年6月30日,歐拉在回信中認(rèn)為這個(gè)猜想可能是真的,但他無(wú)法證明。從此,這道數(shù)學(xué)難題引起了幾乎所有數(shù)學(xué)家的注意。哥德巴赫猜想由此成為數(shù)學(xué)皇冠上一顆可望不可及的“明珠”!坝卯(dāng)代語(yǔ)言來(lái)敘述,哥德巴赫猜想有兩個(gè)內(nèi)容,第一部分叫做奇數(shù)的猜想,第二部分叫做偶數(shù)的猜想。奇數(shù)的猜想指出,任何一個(gè)大于等于7的奇數(shù)都是三個(gè)素?cái)?shù)的和。偶數(shù)的猜想是說(shuō),大于等于4的偶數(shù)一定是兩個(gè)素?cái)?shù)的和!保ㄒ浴陡绲掳秃詹孪肱c潘承洞》)
哥德巴赫猜想貌似簡(jiǎn)單,要證明它卻著實(shí)不易,成為數(shù)學(xué)中一個(gè)著名的難題。18、19世紀(jì),所有的數(shù)論專(zhuān)家對(duì)這個(gè)猜想的證明都沒(méi)有作出實(shí)質(zhì)性的推進(jìn),直到20世紀(jì)才有所突破。直接證明哥德巴赫猜想不行,人們采取了“迂回戰(zhàn)術(shù)”,就是先考慮把偶數(shù)表為兩數(shù)之和,而每一個(gè)數(shù)又是若干素?cái)?shù)之積。如果把命題"每一個(gè)大偶數(shù)可以表示成為一個(gè)素因子個(gè)數(shù)不超過(guò)a個(gè)的數(shù)與另一個(gè)素因子不超過(guò)b個(gè)的數(shù)之和"記作"a+b",那么哥氏猜想就是要證明"1+1"成立。
1900年,20世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)家希爾伯特,在國(guó)際數(shù)學(xué)會(huì)議上把“哥德巴赫猜想”列為23個(gè)數(shù)學(xué)難題之一。此后,20世紀(jì)的數(shù)學(xué)家們?cè)谑澜绶秶鷥?nèi)“聯(lián)手”進(jìn)攻“哥德巴赫猜想”堡壘,終于取得了輝煌的成果。
到了20世紀(jì)20年代,有人開(kāi)始向它靠近。1920年,挪威數(shù)學(xué)家布爵用一種古老的篩選法證明,得出了一個(gè)結(jié)論:每一個(gè)比6大的偶數(shù)都可以表示為(9+9)。這種縮小包圍圈的辦法很管用,科學(xué)家們于是從(9十9)開(kāi)始,逐步減少每個(gè)數(shù)里所含質(zhì)數(shù)因子的個(gè)數(shù),直到最后使每個(gè)數(shù)里都是一個(gè)質(zhì)數(shù)為止,這樣就證明了“哥德巴赫猜想”。
1920年,挪威的布朗(Brun)證明了 “9+9 ”。
1924年,德國(guó)的拉特馬赫(Rademacher)證明了“7+7 ”。
1932年,英國(guó)的埃斯特曼(Estermann)證明了 “6+6 ”。
1937年,意大利的蕾西(Ricei)先后證明了“5+7 ”, “4+9 ”, “3+15 ”和“2+366 ”。
1938年,蘇聯(lián)的布赫 夕太勃(Byxwrao)證明了“5+5 ”。
1940年,蘇聯(lián)的布赫 夕太勃(Byxwrao)證明了 “4+4 ”。
1948年,匈牙利的瑞尼(Renyi)證明了“1+c ”,其中c是一很大的自然數(shù)。
1956年,中國(guó)的王元證明了 “3+4 ”。
1957年,中國(guó)的王元先后證明了 “3+3 ”和 “2+3 ”。
1962年,中國(guó)的潘承洞和蘇聯(lián)的巴爾巴恩(BapoaH)證明了 “1+5 ”, 中國(guó)的王元證明了“1+4 ”。
1965年,蘇聯(lián)的布赫 夕太勃(Byxwrao)和小維諾格拉多夫(BHHopappB),及 意大利的朋比利(Bombieri)證明了“1+3 ”。
1966年,中國(guó)的陳景潤(rùn)證明了 “1+2 ”[用通俗的話說(shuō),就是大偶數(shù)=素?cái)?shù)+素?cái)?shù)*素?cái)?shù)或大偶數(shù)=素?cái)?shù)+素?cái)?shù)(注:組成大偶數(shù)的素?cái)?shù)不可能是偶素?cái)?shù),只能是奇素?cái)?shù)。因?yàn)樵谒財(cái)?shù)中只有一個(gè)偶素?cái)?shù),那就是2。)]。
其中“s + t ”問(wèn)題是指: s個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積 與t個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積之和
20世紀(jì)的數(shù)學(xué)家們研究哥德巴赫猜想所采用的主要方法,是篩法、圓法、密率法和三角和法等等高深的數(shù)學(xué)方法。解決這個(gè)猜想的思路,就像“縮小包圍圈”一樣,逐步逼近最后的結(jié)果。
由于陳景潤(rùn)的貢獻(xiàn),人類(lèi)距離哥德巴赫猜想的最后結(jié)果“1+1”僅有一步之遙了。但為了實(shí)現(xiàn)這最后的一步,也許還要?dú)v經(jīng)一個(gè)漫長(zhǎng)的探索過(guò)程。有許多數(shù)學(xué)家認(rèn)為,要想證明“1+1”,必須通過(guò)創(chuàng)造新的數(shù)學(xué)方法,以往的路很可能都是走不通的。
英文的
prime number: a number that haas exact 2 foctor
質(zhì)數(shù)的性質(zhì)
被稱(chēng)為“17世紀(jì)最偉大的法國(guó)數(shù)學(xué)家”費(fèi)爾馬,也研究過(guò)質(zhì)數(shù)的性質(zhì)。他發(fā)現(xiàn),設(shè)Fn=2^(2^n)+1,則當(dāng)n分別等于0、1、2、3、4時(shí),F(xiàn)n分別給出3、5、17、257、65537,都是質(zhì)數(shù),由于F5太大(F5=4294967297),他沒(méi)有再往下檢測(cè)就直接猜測(cè):對(duì)于一切自然數(shù),F(xiàn)n都是質(zhì)數(shù)。但是,就是在F5上出了問(wèn)題!費(fèi)爾馬死后67年,25歲的瑞士數(shù)學(xué)家歐拉證明:F5=4294967297=641*6700417,并非質(zhì)數(shù),而是合數(shù)。
更加有趣的是,以后的Fn值,數(shù)學(xué)家再也沒(méi)有找到哪個(gè)Fn值是質(zhì)數(shù),全部都是合數(shù)。目前由于平方開(kāi)得較大,因而能夠證明的也很少,F(xiàn)在數(shù)學(xué)家們?nèi)〉肍n的最大值為:n=1495。這可是個(gè)超級(jí)天文數(shù)字,其位數(shù)多達(dá)10^10584位,當(dāng)然它盡管非常之大,但也不是個(gè)質(zhì)數(shù)。質(zhì)數(shù)和費(fèi)爾馬開(kāi)了個(gè)大玩笑!
【求大質(zhì)數(shù)的方法】
研究發(fā)現(xiàn)質(zhì)數(shù)除2以外都
人們找出的幾個(gè)超大質(zhì)數(shù)中有遺漏,那么就可以用此方法求出那些遺漏的數(shù),不過(guò)需要很長(zhǎng)時(shí)間!
這對(duì)于“孿生素?cái)?shù)”有幫助喔!
上面這個(gè)算法比較垃圾,對(duì)于求很大的素?cái)?shù)效率低下,這個(gè)很大的素?cái)?shù)可以用概率算法求。
求素?cái)?shù),請(qǐng)用《公理與素?cái)?shù)計(jì)算》。這種方法用不著將所有奇數(shù)都寫(xiě)出來(lái),而且計(jì)算出來(lái)的素?cái)?shù)可以做到一個(gè)不漏。對(duì)于合數(shù)的刪除,也不是涉及所有奇合數(shù),刪除是準(zhǔn)確無(wú)誤的,刪除奇合數(shù)后剩余的全部是素?cái)?shù)。如:對(duì)奇素?cái)?shù)3的倍數(shù)的數(shù)進(jìn)行刪除,在整個(gè)自然數(shù)中只須刪除一個(gè)數(shù);對(duì)素?cái)?shù)5的倍數(shù)的數(shù)進(jìn)行刪除,在整個(gè)自然數(shù)中只須刪除2個(gè)數(shù);對(duì)素?cái)?shù)7的倍數(shù)的數(shù)進(jìn)行刪除,在整個(gè)自然數(shù)中只須刪除8個(gè)數(shù);以此類(lèi)推,如果哪位老師能夠?qū)⑺秒娔X編成程序,對(duì)計(jì)算素?cái)?shù)有很大的幫助。
【質(zhì)數(shù)的個(gè)數(shù)】
有近似公式: x 以內(nèi)質(zhì)數(shù)個(gè)數(shù)約等于 x / ln(x)
ln是自然對(duì)數(shù)的意思。
準(zhǔn)確的質(zhì)數(shù)公式尚未給出。
10 以內(nèi)共 4 個(gè)質(zhì)數(shù)。
100 以內(nèi)
1000 以內(nèi)共 168 個(gè)質(zhì)數(shù)。
10000 以內(nèi)共 1229 個(gè)質(zhì)數(shù)。
100000 以內(nèi)共 9592 個(gè)質(zhì)數(shù)。
1000000 以內(nèi)共 78498 個(gè)質(zhì)數(shù)。
10000000 以內(nèi)共 664579 個(gè)質(zhì)數(shù)。
100000000 以內(nèi)共 5761455 個(gè)質(zhì)數(shù)。
......
【求質(zhì)數(shù)的方法】
古老的篩法可快速求出100000000以內(nèi)的所有素?cái)?shù)。
篩法,是求不超過(guò)自然數(shù)N(N>1)的所有質(zhì)數(shù)的一種方法。據(jù)說(shuō)是古希臘的埃拉托斯特尼(Eratosthenes,約公元前274~194年)發(fā)明的,又稱(chēng)埃拉托斯特尼篩子。
具體做法是:先把N個(gè)自然數(shù)按次序排列起來(lái)。1不是質(zhì)數(shù),也不是合數(shù),要?jiǎng)澣ァ5诙䝼(gè)數(shù)2是質(zhì)數(shù)留下來(lái),而把2后面所有能被2整除的數(shù)都劃去。2后面第一個(gè)沒(méi)劃去的數(shù)是3,把3留下,再把3后面所有能被3整除的數(shù)都劃去。3后面第一個(gè)沒(méi)劃去的數(shù)是5,把5留下,再把5后面所有能被5整除的數(shù)都劃去。這樣一直做下去,就會(huì)把不超過(guò)N的全部合數(shù)都篩掉,留下的就是不超過(guò)N的全部質(zhì)數(shù)。因?yàn)橄ED人是把數(shù)寫(xiě)在涂臘的板上,每要?jiǎng)澣ヒ粋(gè)數(shù),就在上面記以小點(diǎn),尋求質(zhì)數(shù)的工作完畢后,這許多小點(diǎn)就像一個(gè)篩子,所以就把埃拉托斯特尼的方法叫做“埃拉托斯特尼篩”,簡(jiǎn)稱(chēng)“篩法”。(另一種解釋是當(dāng)時(shí)的數(shù)寫(xiě)在紙草上,每要?jiǎng)澣ヒ粋(gè)數(shù),就把這個(gè)數(shù)挖去,尋求質(zhì)數(shù)的工作完畢后,這許多小洞就像一個(gè)篩子。)
