通俗地说
不妨把素数想象成乘法中不可再分的“原子”:像2、3、5、7这样的数无法拆成更小整数的乘积,而像6 = 2 × 3或12 = 2 × 2 × 3这样的数则是由素数相乘拼成的。当我们数到几百万、几十亿时,素数似乎变得越来越稀疏、越来越难找,这自然引出一个问题:素数最终会用尽吗,还是会无穷无尽地延续下去?
详细分析
素数是正因数只有 和其自身 的整数 ;大于 且不是素数的整数称为合数,因为它可以分解为 (其中 )。在《几何原本》(约公元前300年)第七卷定义11和定义13中,欧几里得用几何语言表述道:素数是“仅被单位量尽的数”,而合数是“被某个数量尽的数”。
我们的目标是证明欧几里得《几何原本》第九卷命题20:“素数比任何给定数量的素数都要多”——用现代记号来说,全体素数的集合 是无穷集()。欧几里得并没有尝试写出一个按顺序生成所有素数的公式,而是展示了如何从任意给定的有限个素数出发,构造出至少一个不在该集合中的新素数。
- 素数(质数)
- 大于1且只能被1和它本身整除的整数(例如2、3、5、7、11)。
- 合数
- 大于1且不是素数的整数,即可以写成两个大于1的更小整数之积的数(例如4 = 2 × 2或15 = 3 × 5)。