素数(质数)的性质

素数(质数)的性质

一、质数(prime number)又称素数,有无限个。

二、定义

质数定义为在大于1的自然数中,除了1和它本身外不再有其他的因数,否则称为合数。

三、分布规律

以36N(N+1)为单位,随着N的增大,素数的个数以波浪形式逐渐增多。

三、性质

(1)质数P的约数只有两个:1和P。

(2)初等数学的基本定理:任一大于1的自然数,要么本身是质数,要么可以分解为几个质数之积。且这种分解是唯一的。

(3)质数的个数是无限的。

(4)质数的个数公式是不减函数(增函数或常数函数)。

(5)若n为正整数,在到 之间至少有一个质数。

(6)若n为大于或等于2的正整数,在n到n!之间至少有一个质数。

(7)若质数为不超过n(n>=4)的最大质数,则p>n/2.

(8)所有大于10的质数中,个位数只有1,3,7,9。

四、应用

质数被利用在密码学上,所谓的公钥就是将想要传递的信息在编码时加入质数,编码之后传送给收信人,任何人收到此信息后,若没有此收信人所拥有的密钥,则解密的过程中(实为寻找素数的过程),将会因为找质数的过程(分解质因数)过久,使即使取得信息也会无意义。

在汽车变速箱齿轮的设计上,相邻的两个大小齿轮齿数设计成质数,以增加两齿轮内两个相同的齿相遇啮合次数的最小公倍数,可增强耐用度减少故障。

在害虫的生物生长周期与杀虫剂使用之间的关系上,杀虫剂的质数次数的使用也得到了证明。实验表明,质数次数地使用杀虫剂是最合理的:都是使用在害虫繁殖的高潮期,而且害虫很难产生抗药性。

以质数形式无规律变化的导弹和鱼雷可以使敌人不易拦截。

多数生物的生命周期也是质数(单位为年),这样可以最大程度地减少碰见天敌的机会。

五、编程

基本判断思路,在一般领域,对正整数n,如果用2到之间的所有整数去除,均无法整除,则n为质数。

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