如何證明素數有無窮多個?

時間 2021-05-11 17:41:24

1樓:噗嗤一笑

今天覆習數論,看到老師給的PPT上展示了一種很簡單的方法,不是歐幾里得的反證法,看到很多人沒提到,就分享一下。

只要證明對於任意正整數n,都存在素數p>n,就能得出素數就有無窮個。

我們建構函式f(n)=n!-1,n!為n的階乘。

根據定理:x是正合數,p是x的乙個大於1的最小正因數,則p是素數。所以f(n)必存在最小素因數p。

但是1,2,3,……,n都不整除f(n),所以p必然大於n,不然就不存在了。於是p>n已得到,證明完畢。

2樓:BAJIN

看到上面各種花裡胡哨的證法了...我來寫個初等證法吧(自己想的一種)首先有 =1(具體證明見我的第一篇文章,很好證的)然後令F=

展開可得到所有正整數的倒數和(即調和級數)加一些餘項(根據唯一分解定理)

設素數倒數和為P

F=P(1+P+ )

顯然<=1

所以F

因為調和級數發散,所以F趨於∞

所以P趨於∞,即素數有無窮多個

證畢~~~

3樓:今晚月亮很美

以前我一直錯誤的以為所有已知素數的乘積再加一還是素數,直到今天我發現:

2*3*5*7*11*13+1=30031=59*509

4樓:自學生

我發現(一對無盡有無0.~1*1~0=1)(1+10+10~0=11~1)正反和正中統一時間標準)的(核心重量半徑尺度球面)和(統一時間標準速度空間)證明了無邊無際的0和1的素數模型。(發現過程請研究《大自然的正反規律》吧)證明了自然規律和人為規則的1+0=0.

1一對兩性正中各半有無的三方統一(生命時間力量)標準自然數學規律原理模型,

5樓:寂寞

假設存在乙個最大的素數,記為M

假設N=2×3×5×7×11×...×M(所有素數乘積)下面證明N+1是素數

假設N+1不是素數,根據算術基本定理,N+1必是某個素數的乘積,比方說被A整除

但A能整除N(因為N是所有素數的乘積),因此,當你用A整除N+1時,將留下餘數1

矛盾,所以N+1是素數

因為N+1是素數,所以竟然有比最大的素數M還大的素數N+1!顯然矛盾,所以不存在最大的素數

6樓:TravorLZH

經典反證法和Zeta函式尤拉乘積反證法都已經有人回答了,下面寫乙個自己的構造證明法:

定義Mangoldt函式 ,則有:

因此有如下關係

再利用RS積分:

可得漸近展開

重排左側,得:

對於右側,有

因此 。最後根據Shapiro陶伯型定理(Shapiro's Tauberian theorem)[1]

[2],可知存在常數K使得對於足夠大得x,有:

即對於足夠大得x,存在常數A和B使得

設素數計數函式 則利用RS積分,得:

因此素數有無窮多個。

事實上對 使用Shapiro陶伯型定理還能給出乙個更有意思的結論:

這可以讓我們計算素數倒數和的漸近式:

現在定義 則有:

@呀嘞呀嘞 確實尤拉乘積能給出asymptotic tight bound,但似乎它沒法對誤差進行估計。

7樓:魔法少女Alkali

寫乙個目前我見到過的最秀的證法,重寫自[1].

對整數 ,我們設整數集的子集 . 我們取自然數的乙個子集族 為所有滿足這樣的條件的整數集的集族, 即對於任意 , 總存在乙個 使得 . 注意到對於 , 顯然有 .

同時我們注意到也有 , 這是因為如果 , 那麼對於某乙個 , 按照定義存在 滿足 , 從而有 . 因此 中任意個元素的並與有限個元素的交仍然在 中, 從而我們得到了 上的乙個拓撲 .

按照定義, 我們可以得到如下結論: (1)所有非空開集 (即 中的非空元素) 都是無窮集; (2)所有 是閉集 (即開集的補集). 第2點成立是因為

從而 是開集的補.

最後我們注意到除了 以外, 所有的整數都是某乙個素數的倍數, 從而屬於某乙個 . 因此有

如果素數是有限的, 我們可以得到等式右端是有限個閉集的並, 從而也是乙個閉集. 那麼我們得到 是乙個開集, 這與(1)矛盾. 因此素數是無限的.

參考資料: [1] Aigner M., Ziegler G.

8樓:Algebra

寫乙個用黎曼 函式的證明方法,因為:

,其中 取遍所有素數。

取 ,可得:

如果素數是有限的,那麼乘積 必然也是有限的,但等式的左邊 是大名鼎鼎的調和級數,大家都知道它是發散的,故會導致矛盾,所以素數有無窮多個。

9樓:Dolphin

考察費馬數2^(2^n)+1的素因子p

設2模p的階為d

則由於2^(2^n)≡-1(mod p)①知d不整除2^n

對①式兩邊平方

2^(2^(n+1))≡1(mod p)

於是d|2^(n+1)

於是d=2^(n+1)

由費馬小定理

2^(p-1)≡1(mod p)

於是d|p-1

即2^(n+1)|p-1

p≥2^(n+1)+1 這表明素數有無窮多個

10樓:宣永和

即然有限,就能把所有的相乘再加1,得到乙個數,則這個數除以有限內所有素數都餘1,要麼它不是有限內的質數,要麼是有限外的質數相乘的合數,因此總會產生有限外的質數,所以質數是無窮多的。

怎麼證明6n 1型的質數有無窮多個?

劉亞偉 用 表示不大於N的自然數中有形如 的素數個數用 表示不大於 的奇素數集 即 用 若 滿足 且 則 一定是素數 而 的計算方法與尤拉函式相似 結語 開始嚇一跳,怎麼能有一半的素數滿足6n 1呢?但仔細想一想也對,因為只有 和 可以生成成素數,也就是說所有大於3的奇素數都可以用上面兩個式子表達。...

如何用調和級數證明質數有無窮個?

無窮 對全體素數p,考慮p p 1的連乘 Euler 乘積 化簡,利用等比數列,再利用唯一分解定理,得到其即為調和級數,由調和級數發散,知素數有無窮多個 TravorLZH 個人認為調和級數的操作過程比較複雜,但是用巴塞爾問題來證就明顯會方便很多 引理 證明 顯然 定理 素數數量是無限的 證明 假設...

是否有無窮對相鄰的素數,使其和為平方數?

這個回答不想實名。Hardy Littlewood早在20世紀20年代就有猜想了。當然這一系列問題全是猜想,沒有乙個可以得到證明。projecteuclid.org download pdf 1 euclid.acta 1485887559特別注意5.67節。 周元欣 假設沒有無窮對相鄰的素數,使其...