数学中最重要的证明之一,导致一个数学分支(数论)的诞生

康托的天堂 2021-10-19 00:15:44

数论是纯数学的一个分支,它提出了关于奇数、偶数、平方数、整数、复数等各类数字之间关系的问题。对于数论来说,最重要的一类数字是素数(质数)。素数是一个大于1的自然数且不是两个较小自然数的乘积。

数学中最著名的证明之一,恰好也是数论中最重要的证明之一。这个证明就是:

欧几里德关于素数无限性的证明‍

首先,假设存在有限数量的质数。

素数的有限列表

现在取一个整数O,并设定它等于有限列表中所有质数的乘积加1:

整数O(注意,O只有一种写法)

数字O只有两种情况,它要么是素数,要么不是。如果O是一个素数,那么它就属于有限素数列表。如果O不是素数,那么它是由素数组成的,那么就可以找到O的素因子。

O不是素数的结果是,O至少能被有限素数列表中的一个素数整除,但O除以任何一个素数,余数都为1。因此,要么O的质因数不在我们最初假设的有限素数列表中,要么O是素数。那么有限素数的列表就不完整。因此,存在着无限多的质数。

素数的可视化

欧几里德对质数的定义是:

质数是仅用一个单位来度量的数。

质数中只有“单位”,当时所有的数学工作都是用直线来完成的。所以质数长度的直线只能容纳单位长度的直线,不能容纳其他长度的直线,比如2和3。下面是欧几里得质数的视觉表示:

数论并不像微积分那样以能够产生许多可视化的问题。尽管如此,还是有一些关于不同素数分布的有趣可视化。

乌拉姆螺旋图是数学家斯坦尼斯瓦夫-乌拉姆设计的素数集的图形描述。

用极坐标绘制30000以下的素数。

极坐标上1e+006以下的素数。

复数函数的图形。

数论是一个非常广阔的领域,它与许多其他领域相交叉,并产生更多需要解决的有趣问题。这个证明只是数论的复杂、简单和优雅证明的一小部分。

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评论列表

用户55xxx42

用户55xxx42

11
2021-10-19 06:45

质数和素数是一个东西两个名称呢还是有所差别?因为文中是混着用的,所以有些疑惑。

半剑西来半剑东 回复 10-19 23:40
非常赞同兄台观点

大盛 回复 10-23 22:37
质数相当于一个人的小名,素数相当于于一个人的学名。实质一样。

张得帅

张得帅

7
2021-10-20 00:46

数论是纯数学的一个分支,它提出了关于奇数、偶数、平方数、整数、复数等各类数字之间关系的问题。对于数论来说,最重要的一类数字是素数(质数)。素数是一个大于1的自然数且不是两个较小自然数的乘积。 数学中最著名的证明之一,恰好也是数论中最重要的证明之一。这个证明就是: 欧几里德关于素数无限性的证明‍ 首先,假设存在有限数量的质数。

用户63xxx79

用户63xxx79

6
2021-10-19 14:02

我居然看懂了证明[哈哈笑]

小样,别动手 回复 11-18 09:37
一样一样[笑着哭]

用户16xxx56

用户16xxx56

5
2021-10-23 07:38

从一到三十五几年了也没研究透!

龙葵碱和秋水仙碱

龙葵碱和秋水仙碱

5
2021-10-27 14:30

老胡说也可以多讲讲数学史的内容。比如素数,质数,微分,积分这些术语,在中国是哪位数学家命名的

进击的侦探 回复 12-12 21:43
你应该问是哪个数学家翻译过来的。

老子不吹你也不要吹

老子不吹你也不要吹

4
2021-10-19 07:04

没有什么实际用途吧?只是开创了一些新的数学思维,和数学方法,数论相当于思维的训练手段。

阿猫阿狗 回复 11-03 11:36
阿猫阿狗  10 一个人不懂的心脏跳动可以一样活着,不懂得消化原理一样不影响吃饭,而医生不懂就不可以。你觉得知识无用是因为你的职业层次不够。

bellarella 回复 11-12 23:08
不要和无用论者解释有用

zzxly2

zzxly2

4
2021-11-15 21:05

神奇的数学 智慧的人类

连杰12

连杰12

3
2021-10-19 07:09

蒼穹之燼

蒼穹之燼

3
2021-12-06 11:45

每个汉字我都认识,每个字母我也认识,但是,这些连一起我就懵逼了!

哈芦芦

哈芦芦

2
2021-10-19 06:44

1+1=2[得瑟][得瑟][得瑟]

惟斯兮妙术

惟斯兮妙术

2
2021-11-03 18:20

素数无限的证明是错误的。

丁洋 回复 12-26 08:18
这样说的,你的定义里,N+a=a,a是无穷大

丁洋 回复 12-26 13:14
可是你错了,在数学里这个等式是绝对真理,无穷大+任何数=无穷大,估计你没上过高数吧,再说下去真没意思了

霸气男爵

霸气男爵

2
2022-01-12 19:14

这些知识,看你们怎么理解,,知道吗,意思,知识,数字,看你们,怎么用,怎么代表,怎么说,一样的智慧,那这些知识,所作所为,拿这些数字,所作所为,去讲一系列,的知识,

孤独的漫游者

孤独的漫游者

1
2021-11-10 09:18

天书一样

连杰12

连杰12

1
2021-11-17 21:26

好文分享一下你的时候

白莲圣上

白莲圣上

1
2021-11-19 12:50

素数定义不是除1和自身不能被其他自然数整除吗。

jiek 回复 11-20 08:35
描述不是一样吗[笑着哭]

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2021-12-10 12:58

假设数是无限的,那么就说明必然有人类无法表达的数,既然无法表达,那这个数的存在对人类就没有意义,也就是无限对人类没有意义

康托的天堂

康托的天堂

科学如此美妙,我想让你知道