為什麼質數中不包括1,假如1是質數會發生什麼事?

2020-12-04 專注小學數學

自然數按照奇偶進行分類時,把0和1都歸納進去了。但是在另一個分類中,卻是從2開始分類的。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。

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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。

質數的定義是:一個大於1的自然數,除了1和它自身之外,不能被其他自然數整除,那麼它就是一個質數。

表現上看2和1都符合這個只有1和它本身的因數的條件。1是1的因數,也是它本身,因此只能算一個因數。任何一個大於1的自然數,分解質因數之後都只有唯一的表達方式。

假如1是質數,那麼在分解質因數時,我們將一個自然數分解成若干質數相乘的形式,大家會發現記永遠分解不完。因為每個大於2的自然數都可以拆成1乘以它本身。

比如3=1×3,如果1是質數,那麼會出現下面這種情況:3=1×1×3=1×1×1×3……一直都沒完沒了,而且因數個數也就無法計算了。

在數的概念中,質數是不可再分割的基礎元素,而且質數也是數論中重要的基石。正如一位老師說過的,如果沒有質數或許也就沒有數論什麼事了。

從小學到初中,大家所學的整數範圍從自然數擴大到了包含負整數。但質數範圍卻沒有因些而改變。

了解質數的概念之後,大家有必要知道一個和它相關的概念:互質。

幾個自然數之間最大的公的公因數是1,我們稱它們互質。比如在求3個自然數的最大公因數時,用短除法,只要短除到這三個自然數互質即可。但在求三個自然數的最小公倍數的時候,短除卻要進行到它們兩兩互質。也就是任意兩個數之間的最大公因數都是1,才算完成。此時將短除外面的所有這些質數相乘,得到的才是最小公倍數。

在分數化簡的時候,最後都會要求化成最簡形式,此時的分子與分母必須互質,也就是它們之間最大公因數是1,否則還能繼續約分。

反過來,在進行異分母分數相加減時,若兩個分數的分母互質,那麼通分後的分母就是這兩個分母直接相乘的積。

另外,在解不定方程的時候,遇到有公因數的時候,比如求不定方程6x+22y=90的自然數解。

將它們的係數約分成互質的形式,兩邊同時除以2得到:3x+11y=45,以減少運算量。關於不定方程的解法,包括奇偶性、尾數法、整除性等方法,在我們的《小學基礎數論》

中有詳細介紹,大家可以去看一看。

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