精英网

位置:首页 > 教育 >

1是质数吗

1是质数吗

浏览:154 来源:互联网 作者:骑猪看日出
导读:1不是质数;我们都知道,最小的质数是2。但你有没有想过,“1”显然也符合只能被自身和1整除,我们为什么不把“1”归为质数呢?1有一种直观的解释是:根据质数的定义。质数一般如下定义:质数是只能被1和自身

1不是质数;

我们都知道,最小的质数是2。

但你有没有想过,“1”显然也符合只能被自身和1整除,我们为什么不把“1”归为质数呢?

1

有一种直观的解释是:根据质数的定义。

质数一般如下定义:质数是只能被1和自身整除且大于1的自然数。

在我们的小学课本里,对质数是这么说明的:

图片

北师版(5年级上册P39)

图片

人教版(5年级下册P14)

不论从哪个定义,都可以清楚地看到,“1”被排除在了质数之外。而且不论是人教版还是北师版,教材里还特地对“1”作了说明。

但是,这个解释并没有说明,我们为什么要在质数的定义中加上一条看来画蛇添足的“大于1”,来特地把“1”排除在外。

2

要回答这个问题,我们可以回到几千年前,来看看质数的概念是如何产生的,质数的引入又是为了什么。

质数最早是古希腊数学家欧几里得在《几何原本》中引入的,在《几何原本》中,欧几里得还利用质数给出了算数基本定理。

这是初等数论中一个基本的定理,也是许多其他定理的逻辑支撑点和出发点。

算数基本定理:每个大于1的自然数,要么本身就是质数,要么可以写为2个或以上的质数的积,而且这些质因子按大小排列之后,写法是唯一的。

用我们现在的话来说,大于1的正整数,在不考虑排列的情况下,质因数分解是存在且唯一的。比如,24可以唯一地分解为2×2×2×3。

算数基本定理可能是质数最重要的作用之一,也是“1”不归为质数的最重要的原因。

如果把“1”也归到质数里,那么质因数分解的唯一性就不成立了:

比如,24还可以写成2×2×2×3×1,甚至2×2×2×3×1×1。

算数基本定理可以这样形象地理解:

把每个质数想成一个基础积木,那么每个大于1的正整数都可以由这些基础积木(在乘法意义下)组合而成。

把“1”排除在质数之外,保证了每个组合对基础积木的组成的唯一性。

3

其实,在欧几里得的时代,“1”甚至都没有被看成1个数,而是作为一个单位存在。

从如今抽象代数的视角来看,“1”也可以被看成是一个单位(unit,也被翻译成可逆元)。

单位和质数是两个完全不同的概念。在抽象代数中,我们更愿意把“1”放到“单位”这个类别中去。

在一般交换环中,素元(“质数”的推广)和单位(“1”的推广)扮演的也是不同的角色。素元生成的是素理想,单位生成的理想就是整个环。

通俗地讲,“单位”比较百搭,和谁都能结合,而素元就比较有个性,从一而终。

相关阅读

  • 1是质数吗

    1是质数吗

    1不是质数;我们都知道,最小的质数是2。但你有没有想过,“1”显然也符合只能被自身和1整除,我们为什么不把“1”归为质数呢?1有一种直观的解释是:根据质数的定义。质数一般如下定义:质数是只能被1和自身

  • 100以内的质数

    100以内的质数

    100以内的质数共有25个,分别是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。100以内的质数质数记忆

  • 0是质数吗还是合数

    0是质数吗还是合数

    0既不是质数也不是合数。因为根据质数的定义,质数是必需大于1的自然数。而0小于1,所以0不是质数。根据合数的定义,合数是指除了1和其本身外,还有其他因数的自然数,所以0也不是合数。质数是指在大于1的自

  • 9是质数还是合数

    9是质数还是合数

    9是合数。合数指的是在大于1的整数中,除了能被1和它本身整除外,还能被除O以外的其他数整除的数,9能被3整除。所以,9是合数。质数指的是在大于1的自然数中,除了1和它本身以外,没有其他因数的自然数,如

  • 1是质数不

    1是质数不

    1不是质数。质数:质数,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。例如2,3,5,7是质数,而4