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素數判定方法

生活 更新时间:2025-01-09 16:53:13

素數判定方法?例1.求2N=300内的全體順序素數表解.計算根号2N(300)≈17.32…我們可取不大于17的所有素數構造△值假如你並不知道17及其以下有多少個素數,你可以從"2"和"3"出發,把大于"3"的自然數按奇數排列到5的平方數=25以下位置,分别與△=[2×3]=6計算公約數,排列如下:,今天小編就來聊一聊關于素數判定方法?接下來我們就一起去研究一下吧!

素數判定方法(運用孫氏素數公式如何計算)1

素數判定方法

#尋找真知派#設△=[m1m2…mn]是從小到大的n個素數的最小公倍數,mn 1是第n 1個素數,凡小于mn 1平方數的任意自然數N若滿足(N△)=1,則N一定是新生素數。這個公式稱為《孫氏素數公式》。證明:由于△中包含有n個素數的素\因子,凡是大于mn的素數和“全大于mn的素因子合數"這兩種數的素因子都不在△内,這兩種數必然滿足(N△)=1的條件。又因為mn 1平方數是所有“全大于mn的素因子合數"中最小的合數,在mn 1平方數之前,滿足(N△)=1的數中沒有合數了。此時滿足(N△)=1的數一定是新生素數。一一證畢。《孫氏素數公式》計算的核心技術是求兩個不等的正整數的最大公約數,是一個多項式時間内可以批量快速獲得結果的算法。我們可以把前n個素數的連乘積△=[m1m2…mn]和求兩個整數的最大公約數的算法編入計算機程序,運用編程軟件從最小素數"2"和“3"出發(或從n個已知順序素數出發),推算出越來越長、越來越大的順序素數表,一直推算到我們指定偶數2N位置。你不用查表,也無須驗證,小于mn 1平方數的N,隻要滿足{N△)=1,N一定是新生素數。按此算法,可以推出無論多麼大的偶數2N内的順序素數表,一個不漏。這個公式的主要功能是在自然數N内把素數和合數鑒别開來。這可是高斯生前渴望已久而又未能實現的願望。舉例說明如下:

例1.求2N=300内的全體順序素數表。

解.計算根号2N(300)≈17.32…我們可取不大于17的所有素數構造△值。假如你並不知道17及其以下有多少個素數,你可以從"2"和"3"出發,把大于"3"的自然數按奇數排列到5的平方數=25以下位置,分别與△=[2×3]=6計算公約數,排列如下:

(5,6)=1.(7、6)=1.,

(9,6)=3,(11,6)=1,

(13,6)=1,(17,6)=1,

(19,6)=1,(21,6)=3,

(23,6)=1

凡與△=6的最大公約數為"1”的數一定是素數,加上已知素數“2"和“3"獲得25以内的順序素數如下;

2,3,5,7,11,13,17,19,23,根據題意我們取不大于17的7個素數構造最小公倍數:△=[2×3×5×7×11×13×17]

=510510,把大于17的自然數按末位數字為“1,3,7,9"的次序排列到“2N=300"位置:

19^,21,23^,27,29^,3l^33,37^,39,41^,43^,47^,49,51,53^,57,59^61^,63,67^,69,71^,73^,77,79^,81,83^,87,89^,91,93,97^,99,101^,103^,107^,109^,111,113^,117,119,121,123,127^,129,131^,133,137^,139^,141,143,147,149^,151^,153,157^,159,161,163^,167^,169,171,173^,177,179^,181^,183,187,189,191^,193^,197^,199^,201,203,207,209,211^,213^,217,219,221,223,227^,229^,231,233^,237,239^,241^,243,247,249,251^,253,257^,259,261,263^,267,269^,271^,273,277^,279,281^,283^,287,289,291,293^,297,299

上述數據分别與△=510510計算,凡最大公約數為“1“的數,我們均在右上角标注符号"^",一定是新生素數,加上△中己知的7個素數,獲得2N=300以内的順序素數表共62個素數如下:

(2,3,5,7,11,13,17,)19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97,101,103,107,109,113,127,131,137,139,149,151,157,163,167,173,197,199,211,213,227,229,233,239,241,251,257,263,269,271,277,281,283,293,

我們由已知的7個素數推算出2N=300以内的62個素數。假若我們在獲得的62個素數中取60個素數來構造最小公倍數:△=[2x3x5x…×281]=246…590(116位),就可以在自然數283平方數=80089的範圍内計算出順序素數表,獲得7842個素數。

假如我們取100個素數來構造△=[2x3×…541]=471…090(220位)就可以在547平方數=299209的範圍内計算出順序素數表,可以獲得25936個素數。…按此方法繼續往上推算,假如我們已推算獲得100萬個素數。我們用100萬個素數構造最小公倍數得:△=[2×3×5…×15485863](

我們就可以在15485867平方數=239812076741680範圍内一個不漏地推出順序素數表。這是一個多麼讓人感到驚奇的數字呵!如果你使用計算機因算力受限,計算不出超過百萬以上素數的△值,你可采取一台機子遞推式重複計算或多台機子分段并行計算構造出越來越大的△值如下:△1=[2x3x5…×m100萬]→△2=[m100萬~m200萬]→△3=[m200萬~m300萬]…→△k=[mk百萬~m(k 1)百萬]。一直計算到m(K 1)百萬平方數到達2N位置,此時凡小于m(k 1)平方數範圍内的所有自然數N若滿足:(N△1)=(N△2)=(N△3)……=(N△K)=1,則N一定是100%的新生素數。

通過《孫氏素數公式》的上述遞推式算法,從理論或實際操作我們都可以推出無論多麼大的自然數N内的順序素數,因此自然數中無論多麼大的偶數2N内的順序素數表,我們總能用《孫氏素數公式》推算出來,這是一個沒有止境的遞推過程。

但在實際運算過程中,假如我們遭遇的是一個連超級計算機也無法操作運算的大偶數2N,我們又如何獲得2N内的順序素數表呢?或者說獲得我們需要的一個區段順序素數呢?請讀者放心,《孫氏素數表》的奧妙之處就是:越是超級大素數就越容易獲得。當我們構造的最小公倍數△=[m1m2…mn]中的素數個數n超過一個“界定值"之後,凡不大于mn的所有素數和自然數與△k(k=0.1.2…)之和因與△有非"1"公因子而形成"n級合數表",都被從自然數中排除了。自然數中隻餘留下"±1"、“大于mn的素數"和“全大于mn的素因子合數",這三種數與△k(K=0.1.2…)之和就構成“n級素數表"的全部陣容。而±1在表中隻出現一次就不再出現可不考慮。“全大于mn的素因子合數"因mn數值大于“界定“而表現得非常稀疏,都分散到遙遠的“天涯海角"去了,我們看不到或很少看到它們的身影。此時的“n級素數表"就是一個橫平豎直、齊整有序素性趨于100%的"全素數表"往無窮方向延伸。任意一個"全素數表”鋪蓋的範圍和理論框架都能覆蓋一個包含了△個等差數列的完整的自然數體系。因此任意一個自然數N無論有多大,我們都能用Ni K△(K=0.1.2…)的形式表達出它在“全素數表"中的唯一位置,找到它與全體素數的關系。在一個"全素數表"中,任意一個大于mn的素數與k△(K=0.1.2.…)之和都是一個幾乎IOO%的素數等差數列公式,任意一個循環周期排列的都是一個區段幾乎100%的順序素數表,人類完全擺脫了各種傳統篩法的控制和計算機的計算煩腦,獲得想要多大就有多大,想要多少就有多少的無窮無盡的大素數。實際上“全素數表"的排列模式生成無窮素數,仍遵循的是《孫氏素數公式》的計算原理,當△=[m1m2…mn]中的n小于一個“界定範圍"時,△把不大于mn的所有素數産生的無窮合數都轉化到合數區中去了,自然數中留下來的數都滿足(N△)=1的條件,大于mn的素數因數值較小還會産生許多合數,因此就要加上“N<mn 1平方數"的附加條件,但當mn大于一個"界定值“範圍後,人們幾乎看不到大于mn的素數産生的合數了,因此就可以去掉那個“N<mn 1平方數"的附加條件,隻要滿足(N△〉=1,N幾乎都是素數,由于自然數中,凡是大于mn的全體素數都與△沒有公因子,都滿足(N△)=1的條件,因此大于mn的全體素數與k△(K=0.1.2…)之和幾乎都是素數而形成“全素數表",但它仍然遵循《孫氏素數表》(N△)=1的生成原理。因此,無論多麼大的自然數N内的順序素數表我們都可以通過《孫氏素數公式》計算或排列中獲取。

綜上所述,讀者是否注意到:《孫氏素數公式》所獲得的終極結論是“小于給定數值的順序素數表"。比較黎曼猜想“小于給定值的素數個數”來說,更有現實意義,更有實際應用價值。《孫氏素數公式〉所取得的結果,也同時能在計算機中準确計算出“N内素數個數"。這就完全表明,黎曼猜想未能徹底解決的“素數個數"和“素數位置座标"兩大難題,在《孫氏素數表》中都有了滿意答案。我們有幸生活在一個可以"擺事實、講道理、重科學“的偉大國度,生活在一個科技超前的英明時代,西方國家頂尖級的數學理論都未能徹底解決的數論尖端科學問題,競然被中國名不見經傳的初等數學理論破解了,我們為什麼不創建中國人自己的數學理論,走出一條具有中國特色的數學發展之路呢?中國的月亮真的沒有外國圓嗎?,

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