什麼是質數,如何簡單辨別,有哪些實際運用

2020-12-05 成長新視點

什麼是質數,如何簡單辨別,有哪些實際運用

文/@成長新視點

質數,又叫素數,是指一個大於1的自然數,且除了1和它本身外,不能被其他自然數整除的數。換句話說,就是該數除了1和它本身以外,不再有其他的因數。

質數,有無限個。在自然數中,比1大,但不是質數的數,稱為合數。1和0,既非質數也非合數。

一、基本定理。

在初等數學中有一個基本定理,任意一個大於1的自然數,要麼本身就是質數,要麼可以分解為幾個質數之積,這種分解本身,具有唯一性。

所以,現在多將質數用於密碼學上,而其解密的過程,實際上就是一個尋找質數的過程。

二、基本特點。

最小的質數是2, 也是唯一的偶質數。 後面的質數,依次為2,3,5,7,11,13,17......

質數有許多獨特的性質,如質數n的約數只會有兩個,那就是1和n。質數的個數,是無限的。所有大於10的質數中,個位數都只有1,3,7,9。所以,要區分質數或者認識質數是非常容易的,掌握基本規律即可。

三、判斷技巧。

判斷一個數是否為質數,要先看它是奇數還是偶數。如果是大於2的偶數,這個數肯定不是質數,而是合數。如果是奇數,那就有可能是質數,可以用試除法來判斷一個自然數是不是質數。

如判斷179是不是質數,可以按從小到大的順序用2、3、5、7、11……等質數去試除。一般情況下,用20以內的2、3、5、7、11、13、17、19這8個質數去除即可。對179試除過程如下:179÷2=59……2;179÷3=66……1;179÷5=35……4;179÷7=25……4;179÷11=16……3;179÷13=13……10;179÷17=10……9。

當179÷17所得到的不完全商10比除數17小時,就不需要繼續再試除,而斷定179是質數。這是因為2、3、5、7、11、13、17都不是179的質因數,因此,179不會再有比17大的質因數,或者說179不可能被小於10的數整除,所以,179必是質數無疑。

四、質數運用。

1.被利用在密碼學上,所謂的公鑰,就是將想要傳遞的信息在編碼時加入質數,編碼之後傳送給收信人,任何人收到信息後,若沒有此收信人所擁有的密鑰,則解密的過程中(實為尋找質數的過程),將會因為找分解質因數過久,而失去時效性。

2.在汽車變速箱齒輪的設計上,把相鄰的兩個大小齒輪的齒數設計成質數,以增加兩個相同的齒相遇嚙合次數的最小公倍數,可增強耐用度減少故障。

3.以質數形式無規律變化的飛彈和魚雷可以使敵人不易攔截。

4.多數生物的生命周期也是質數(單位為年),這樣可以最大程度地減少碰見天敵的機會。

相關焦點

  • 數學家為什麼揪住質數幾千年不放手?黎曼猜想被證明了又如何?
    提到質數,大家應該不會陌生,學生時代課堂上老師都講過質數的定義。定義很簡單:質數又叫素數,有無限個。一個大於1的自然數,除了1和它本身外,不能被其他自然數整除。換句話說就是該數除了1和它本身以外不再有其他的因素,否則稱為合數。
  • 50以內的質數 50以內的質數有哪些
    50以內的質數如下:2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37、41 、43、47。質數是指在大於1的自然數中,除了1和它本身以外不再有其他因數的自然數。  質數是什麼  質數的個數是無限的。
  • 質數和網絡安全--簡單科普
    數學中的質數只能被1和自身整除,而且有無窮個。這個已經被歐幾裡德證明過了,除此之外,謎一樣的質數也是網絡安全方面重要的一個角色。知道這些質數有什麼用?質數在網絡安全領域的應用之一就是RSA加密。1978年Ron Rivest,Adi Shamir,Leonard Adleman三人創建的RSA加密,其中就利用了質數的組合。現在的加密網絡傳輸協議中應用到了RSA加密原理。在這個原理中需要使用2個質數,質數越大加密越安全。
  • 質數到底是什麼數,為什麼無數科學家為之著迷?
    一提起質數也許你不知道到底是啥?不過稍微有點數學基礎的人就知道質數是數學裡面的一種比較特殊數,同時也是一個比較常見的數。但是這個數卻成就了很多數學上的難題無人解決,為啥質數就如此特殊,能夠讓無數科學家為之著迷?今天我就來談談這個問題。首先什麼是質數?
  • 整個數學界最重要的問題之一,質數是如何分布的?
    十九世紀數學家克羅內克有一句名言"上帝創造了整數,其餘的一切則是人造的。"數論的基本組成部分是質數。即諸如:2、3、5、7、11、13等不能被1以外的數整除的整數。質數無法被分解為更簡單的元素;它與數學的關係恰如元素與化學的關係。由100個左右的化學元素可以合成化學家們所研究的上百萬種化合物。
  • 什麼是設計思維?如何運用到實際工作中?
    01什麼是設計思維?我們都可以將思維從設計的領域中提取出來,雖然有關設計思維的相關書籍並不多見,但其中一個有關於這個思維的描述,我覺還是比較能詮釋設計思維的內涵:設計思維就是學習如何思考問題,提出有意義的創意和想法,還原事物本質來解決特定人群的實際問題。
  • 用Python判斷質數的嘗試
    周末開始Python的循環語句學習,於是就想到了一個經典的問題,尋找質數。這是第一次寶少用程序來解決實際的應用問題,看看會有什麼結果。
  • 為什麼質數中不包括1,假如1是質數會發生什麼事?
    我們知道,最小的質數是2。質數也叫素數。但是大家有沒有提出過疑問:為什麼2是質數而1卻不是質數?或許有人說這是定義,規定了1既不是質數也不是合數。當然這個規定也是有原因的。圖片來自網絡這個問題還是挺簡單的,就好比x=0是不是方程一樣。還是得從它的定義來入手。
  • 棉麻衣服有哪些好處 如何辨別棉麻面料
    棉麻衣服有哪些好處 如何辨別棉麻面料 2018-04-24 14:48:51 來源:全球紡織網 棉麻衣服有哪些好處?如何辨別棉麻面料?
  • 質數幣有什麼價值嗎?
    質數幣XPM和其它所有的電子貨幣都不同,它是全世界第一個為數學問題而提出的電子貨幣。往常,比特幣行業的反對者們,經常以這樣的一個觀點辯駁:「比特幣挖礦徒然耗費電力能源,卻不產生任何的產品,沒有給社會帶來價值。」
  • 【普知】究竟有沒有最大的質數?
    ===========================                  大家一定很好奇上面的圖畫是什麼內容,其實我開始我也不太明白……後來我看懂了!它是「質數螺旋」。是不是很高端的名字,其實一點也不高端,就是將「點」代替「正整數」,從裡向外按順序排布,如果點所代表的數是一個質數那麼它就是黑色的,如果不是質數那麼就是灰色的……         質數作為一類特別「孤獨」的數,是構成其他正整數的基石!
  • 學生作品 | 如何快速區分100以內質數與合數(一)
    如何快速區分質數與合數?這個問題看起來有一定的難度,但是如果仔細分析一下還是很簡單的。質數的定義是什麼?質數就是一個數除了自身和1,沒有其它的因數。也就是說,因數的個數只有2個數的都是質數。先畫一個百數表,這樣確定起來很方便。10以內的質數,我們可以先找出來。這時我發現除2以外的偶數都是合數。那麼100以內的數字裡面都存在這樣的規律嗎?
  • 小學數學知識點:質數與合數
    質數合數的內容是在人教版五下第二單元的內容,這塊內容是屬於數論方面的知識點,我們一起來梳理一下!一、質數的意義和特徵:1. 意義:一個數,如果只有1和它本身兩個因數,這樣的數叫做質數(或素數)。特徵:① 質數只有1和它本身2個因數。② 質數只能表示成1和它本身的乘積,不能表示成任意其它兩個整數的積。③ 最小的質數是2,2也是唯一的偶數質數,其它所有質數都是奇數。二、合數的意義和特徵:1.
  • 質數的通項公式尋找之旅為何如此艱難?質數的數量是無限的!
    作為純數學思維的產物,數論的研究幾乎是沒有什麼現實的經濟效益的,在這個追求有用無用論的時代,數論可以說真的是「格格不入」。可是數論作為數學領域高大上的代名詞,從某個方面來講卻是一門經驗科學甚至是一門實驗科學。數論中的大部分問題都不是在遇到實際問題時產生的,大多都是人為的構思出來的。
  • 質數如何用於信息加密?
    早在17世紀,以費馬大定理而聞名的費馬發明了一種精妙的方法,來確定一個數字是質數還是合數時,其他人無法理解這個證明的實用性。這個證明被認為就像一尊雕像,美麗但無用。那時,關於質數的發現僅僅是為了揭示和理解數學中隱藏的複雜性,它們還沒有為現實世界的問題提供任何實質性的解決方案。
  • 如何快速判斷一個自然數是質數
    在大於1的自然數中除了1和這個數本身外,沒有其他因數的數稱為質數。質數也叫素數。除了2以外,所有的質數全部都是奇數。
  • 質數若是有限個,哥德巴赫猜想會怎樣?
    質數又叫素數,指的是在大於1的自然數中,只能被1和其自身整除的數。如2隻能被1和2整除,2是質數;6能夠被1、2、3、6整除,故6不是質數。對質數的研究屬於數論中的工作,在至少兩千多年前就已經展開。直到現在,還有很多關於質數的問題沒有得到解決。
  • 質數、合數
    合數是由若干個質數相乘而得到的。所以,質數是合數的基礎,沒有質數就沒有合數。這也說明了前面所提到的質數在數論中有著重要地位。歷史上曾將1也包含在質數之內,但後來為了算術基本定理,最終1被數學家排除在質數之外,而從高等代數的角度來看,1是乘法單位元,也不能算在質數之內,並且,所有的合數都可由若干個質數相乘而得到。
  • 如何辨別螺紋鋼的優劣 螺紋鋼優劣
    如何辨別螺紋鋼的優劣 怎樣鑑別螺紋鋼的質量好壞_ ______ 在購買螺紋鋼時,首先從外觀尺寸看,可用遊標卡量具簡單測量實際尺寸是否比標明尺寸(一般螺紋鋼上均軋有規格標誌)小約一個規格左右或更多(如:鋼筋12螺紋鋼標準內徑為11.5±0.4mm,而偽劣螺紋鋼內徑大多為10mm左右).同時有...
  • 如何快速判斷149與281是否為質數,判斷過程最關鍵
    用我們要檢驗的這個數除以該完全平方數的平方根以內的質數。我們舉個簡單的例子,149是不是質數?如果我們直接這樣看的話,可能肯定是看不出來的。那如果從2開始一直往上,一個數一個數試,(據說電腦是這麼判斷的,直到試到這個數本身為止),我們也不知道具體要試到哪個數為止才不至於遺漏?