127是質(zhì)數(shù)。質(zhì)數(shù)指一個大于1的自然數(shù),如果除了1和它自身外,不能被其他自然數(shù)整除的數(shù)。將127作分解時,只有1和127兩個數(shù)字,即1和它自身,沒有其它自然數(shù),所以127是質(zhì)數(shù)。質(zhì)數(shù)在數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)中都有很重要的應(yīng)用,比如在密碼學(xué)中,質(zhì)數(shù)被用來生成安全的公鑰和私鑰。判斷一個數(shù)是否為質(zhì)數(shù)是一個基礎(chǔ)而重要的數(shù)學(xué)問題。
質(zhì)數(shù)又稱素?cái)?shù)。一個大于1的自然數(shù),除了1和它自身外,不能被其他自然數(shù)整除的數(shù)叫做質(zhì)數(shù);否則稱為合數(shù)(規(guī)定1既不是質(zhì)數(shù)也不是合數(shù))。
質(zhì)數(shù)的個數(shù)是無窮的。歐幾里得的《幾何原本》中有一個經(jīng)典的證明。它使用了證明常用的方法:反證法。具體證明如下:假設(shè)質(zhì)數(shù)只有有限的n個,從小到大依次排列為p1,p2,……,pn,設(shè)N=p1×p2×……×pn。如果N×1為素?cái)?shù),則N×1要大于p1,p2,……,pn,所以它不在那些假設(shè)的素?cái)?shù)集合中。如果N+1為合數(shù),因?yàn)槿魏我粋€合數(shù)都可以分解為幾個素?cái)?shù)的積;而N和N+1的最大公約數(shù)是1,所以不可能被p1,p2,……,pn整除,所以該合數(shù)分解得到的素因數(shù)肯定不在假設(shè)的素?cái)?shù)集合中。因此無論該數(shù)是素?cái)?shù)還是合數(shù),都意味著在假設(shè)的有限個素?cái)?shù)之外還存在著其他素?cái)?shù)。所以原先的假設(shè)不成立。也就是說,素?cái)?shù)有無窮多個。
1、所有大于2的偶數(shù)都是合數(shù)。
2、所有大于5的奇數(shù)中,個位為5的都是合數(shù)。
3、除0以外,所有個位為0的自然數(shù)都是合數(shù)。
4、所有個位為4,6,8的自然數(shù)都是合數(shù)。
5、最小的(偶)合數(shù)為4,最小的奇合數(shù)為9。
6、每一個合數(shù)都可以以唯一形式被寫成質(zhì)數(shù)的乘積,即分解質(zhì)因數(shù)。(算術(shù)基本定理)
7、對任一大于5的合數(shù)(威爾遜定理)
條件的正整數(shù):
(1)、是兩個大于1的整數(shù)之乘積;
(2)、擁有至少三個因數(shù)(因子);
(3)、有至少一個素因子的非素?cái)?shù)。
(4)、兩個或兩個以上素?cái)?shù)的乘積,可以組成一個合數(shù),并且只可以組成一個合數(shù)。反之,一個合數(shù)可以拆分為一組素?cái)?shù)的乘積,并且只可以拆分為一組素?cái)?shù)的乘積。
注:“0”“1”既不是質(zhì)數(shù)也不是合數(shù)。
質(zhì)數(shù)被利用在密碼學(xué)上,所謂的公鑰就是將想要傳遞的信息在編碼時加入質(zhì)數(shù),編碼之后傳送給收信人,任何人收到此信息后,若沒有此收信人所擁有的密鑰,則解密的過程中(實(shí)為尋找素?cái)?shù)的過程),將會因?yàn)檎屹|(zhì)數(shù)的過程(分解質(zhì)因數(shù))過久,使即使取得信息也會無意義。
在汽車變速箱齒輪的設(shè)計(jì)上,相鄰的兩個大小齒輪齒數(shù)設(shè)計(jì)成質(zhì)數(shù),以增加兩齒輪內(nèi)兩個相同的齒相遇嚙合次數(shù)的最小公倍數(shù),可增強(qiáng)耐用度減少故障。
在害蟲的生物生長周期與殺蟲劑使用之間的關(guān)系上,殺蟲劑的質(zhì)數(shù)次數(shù)的使用也得到了證明。實(shí)驗(yàn)表明,質(zhì)數(shù)次數(shù)地使用殺蟲劑是最合理的:都是使用在害蟲繁殖的高潮期,而且害蟲很難產(chǎn)生抗藥性。
以質(zhì)數(shù)形式無規(guī)律變化的導(dǎo)彈和魚雷可以使敵人不易攔截。
多數(shù)生物的生命周期也是質(zhì)數(shù)(單位為年),這樣可以最大程度地減少碰見天敵的機(jī)會。
方法一:兒歌記憶法(一)
(二、三、五、七和十一)(十三后面是十七)(十九、二三、二十九)(三一、三七、四十一)(四三、四七、五十三)(五九、六一、六十七)(七一、七三、七十九)(八三、八九、九十七)
方法二:兒歌記憶法(二)
(二、三、五、七和十一)(十三后面是十七)(還有十九別忘記)(二三,二九,三十一)(三七,四一,四十三)(四七,五三,五十九)(六一,六七,七十一)(七三,七九)(八三,八九)(九十七)
方法三:口訣記憶法
二,三,五,七,一十一;一三,一九,一十七;二三,二九,三十七;三一,四一,四十七;四三,五三,五十九;六一,七一,六十七;七三,八三,八十九;再加七九,九十七;25個質(zhì)數(shù)不能少;百內(nèi)質(zhì)數(shù)心中記。