质数 算术基本定理24页PPT
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算术基本定理关于质和计算基本定理的问题一、知识大于1的整数n总有两个不同的正约数:1和n.若n仅有两个正约数(称n没有正因子),则称n为质数(或素数).若n有真因子,即n可以表示为a⋅b的形式(这里a,b 为大于1的整数),则称n为合数.正整数被分为三类:数1,素数类,合数类关于素数的一些重要理论1.大于1的整数必有素约数.2.设p为素数,n为任意一个整数,则或者p整除n,或者p与n互素. 事实上,p与n的最大公约数(p,n)必整除p,故由素数的定义推知,或者(p,n)=1,或者(p,n)=p,即或者p与n互素,或者p|n.3.设p为素数,a,b为整数.若p|ab,则a,b中至少有一个数被p整除. 事实上,若p 不整除a和b,由性质2知,p与a和b均互素,从而p与ab互素。
这与已知的p|ab矛盾.特别地:若素数p整除an(n≥1),则p|a4.定理1 素数有无限多个 (公元前欧几里得给出证明)证明:(反证法)假设只有k个素数,设它们是p1,p2,,pk。
记N=p1p2 pw+1。
(N不一定是素数)由第一节定理2可知,p有素因数p,我们要说明p≠pi,1≤i≤k从而得出矛盾事实上,若有某个i,1≤i≤k使得p≠pi,则由p|N=p1p2 pw+1推出p|1,这是不可能的。
因此在p1,p2,,pk之外又有一个素数p,这与假设是矛盾的。
所以素数不可能是有限个。
5.引理1 任何大于1的正整数n可以写成素数之积,即n=p1p2 pm (1)其中pi,1≤i≤m是素数。
证明当n=2时,结论显然成立。
假设对于2≤n≤k,式(1)成立,我们来证明式(1)对于n=k+1也成立,从而由归纳法推出式(1)对任何大于1的整数n成立。
如果k+1是素数,式(1)显然成立。
如果k+1是合数,则存在素数p与整数d,使得k+1=pd。
由于2≤d≤k,由归纳假定知存在素数q1,q2, ql,使得d=q1,q2, ql,从而k+1=pq1,q2, ql。
第二节质数、合数和分解质因数一、基本概念和知识1.质数与合数一个数除了1和它本身,不再有别的约数,这个数叫做质数(也叫做素数)。
一个数除了1和它本身,还有别的约数,这个数叫做合数。
判断一个数是质数还是合数的常用方法:对于一个自然数N,先找到一个自然数 A,使得A2略大于或等于N,再用A以内的所有质数去试除N,若有质数能整除N,则N是合数;若没有质数能整除N,则N是质数。
要特别记住:1不是质数,也不是合数。
2.质因数与分解质因数如果一个质数是某个数的约数,那么就说这个质数是这个数的质因数。
把一个合数用质因数相乘的形式表示出来,叫做分解质因数。
例:把30分解质因数。
分解质因数的方法可用短除法或直接法分解。
30=2×3×5。
其中2、3、5叫做30的质因数。
又如12=2×2×3=22×3,2、3都叫做12的质因数。
在分解质因数时把相同的质因数相乘用乘方的形式写出来,这种书写形式叫做分解质因数的标准式。
如12=22×3就是把12分解质因数的标准式。
例题讲解例1:三个连续自然数的乘积是210,求这三个数.例2:两个质数的和是40,求这两个质数的乘积的最大值是多少?例3:连续九个自然数中至多有几个质数?为什么?例4:写出10个连续的自然数,个个都是合数。
例5:把5、6、7、14、15这五个数分成两组,使每组数的乘积相等。
例6:有三个自然数,最大的比最小的大6,另一个是它们的平均数,且三数的乘积是42560.求这三个自然数。
例7:有3个自然数a、b、c.已知a×b=6,b×c=15,a×c=10.求a×b×c是多少?练习1、边长为自然数,面积为105的形状不同的长方形共有多少种?2、两个质数的和是99,求这两个质数的乘积是多少?3、如果自然数有四个不同的质因数, 那么这样的自然数中最小的是多少?4、找出1992所有的不同质因数,它们的和是多少?5、三个连续自然数的积是1716,这三个自然数分别是多少6、把7、14、20、21、28、30分成两组,每三个数相乘,使两组数的乘积相等。
质数(prime number)又称素数,有无限个。
一个大于1的自然数,除了1和它本身外,不能被其他自然数整除,换句话说就是该数除了1和它本身以外不再有其他的因数;否则称为合数。
根据算术基本定理,每一个比1大的整数,要么本身是一个质数,要么可以写成一系列质数的乘积;而且如果不考虑这些质数在乘积中的顺序,那么写出来的形式是唯一的。
最小的质数是2。
合数,数学用语,英文名为Composite number,指自然数中除了能被1和本身整除外,还能被其他的数整除(不包括0)的数。
与之相对的是质数(因数只有1和它本身,如2,3,5,7,11,13等等,也称素数),而1既不属于质数也不属于合数。
最小的合数是4。
∙所有大于2的偶数都是合数。
∙所有大于5的奇数中,个位是5的都是合数。
∙最小的合数为4。
∙每一合数都可以以唯一形式被写成质数的乘积。
(算术基本定理)∙对任一大于5的合数。
(威尔逊定理)约数,又称因数。
整数a除以整数b(b≠0) 除得的商正好是整数而没有余数,我们就说a能被b整除,或b能整除a。
a称为b的倍数,b称为a的约数。
在大学之前,"约数"一词所指的一般只限于正约数。
约数和倍数都是二元关系的概念,不能孤立地说某个整数是约数或倍数。
一个整数的约数是有限的。
同时,它可以在特定情况下成为公约数。
在自然数(0和正整数)的范围内,任何正整数都是0的约数。
4的正约数有:1、2、4。
6的正约数有:1、2、3、6。
10的正约数有:1、2、5、10。
12的正约数有:1、2、3、4、6、12。
15的正约数有:1、3、5、15。
18的正约数有:1、2、3、6、9、18。
20的正约数有:1、2、4、5、10、20。
注意:一个数的约数必然包括1及其本身。
枚举法枚举法:将两个数的因数分别一一列出,从中找出其公因数,再从公因数中找出最大的一个,即为这两个数的最大公因数。
例:求30与24的最大公因数。
30的正因数有:1,2,3,5,6,10,15,3024的正因数有:1,2,3,4,6,8,12,24易得其公因数中最大的一个是6,所以30和24的最大公因数是6。