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數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)樂園之一百二十七(質(zhì)數(shù))

2009-04-01 19:00:09      下載試卷

  質(zhì)數(shù)就是只能被1或其本身整除的整數(shù),例如:

  5 29 41 83

  唯一的偶數(shù)質(zhì)數(shù)是2,因為按照定義,所有其他的偶數(shù),如6、10、28的因數(shù),除了1與其本身之外,都包括2.故除了2以外,所有質(zhì)數(shù)都是奇數(shù).

  長久以來,許多數(shù)學(xué)家對于哪些數(shù)為質(zhì)數(shù),以及質(zhì)數(shù)的分布情形都很感興趣.與質(zhì)數(shù)有關(guān)的定理,最早可追溯至公元前3世紀的歐幾里德,他以很簡潔的方法證明有無窮多個質(zhì)數(shù).

  有時質(zhì)數(shù)之間非常接近,例如:

  2 3 5 7 11 13

  但有時也非常稀疏,像是23與37之間,就只有兩個質(zhì)數(shù).請問這兩個質(zhì)數(shù)是多少?

  在小于100的數(shù)中,找質(zhì)數(shù)比較容易,但在100之后,質(zhì)數(shù)之間的距離就大得多了.

  試找出113之后的下一個質(zhì)數(shù).

  不過即使如此,在小于100的數(shù)中,通常10個連續(xù)的數(shù)中就會包含一個質(zhì)數(shù).

  那么在190與200之間有多少質(zhì)數(shù)?

  數(shù)學(xué)家已證明,只要數(shù)字夠多(如5000以內(nèi)),就一定可以找到不包含一個質(zhì)數(shù)的連續(xù)整數(shù)序列.

  與質(zhì)數(shù)有關(guān)的理論相當(dāng)多,但其中也有不少猜想尚待證明.

  (1)其中最著名的猜想就是“哥德巴赫猜想”(Goldbach Conjecture).這是哥德巴赫在1742年寫給歐拉的信中提到的猜想,其內(nèi)容為:

  除了2以外的任何偶數(shù),都可以用兩個質(zhì)數(shù)的和表示.

  歐拉無法證明這個猜想.時至今日,雖然沒有發(fā)現(xiàn)任何反例,但還是無人能予以證明.

  將28、50、100、246以兩個質(zhì)數(shù)之和表示.是否只有一種表示方式?

  (2)除了2以外,所有的質(zhì)數(shù)都是奇數(shù),因此任何兩個質(zhì)數(shù)(除了2)的差是偶數(shù).這或許很明顯,但有趣的是:

  所有的偶數(shù)都是兩連續(xù)質(zhì)數(shù)的差.

  請說明對下列偶數(shù)這種說法可以成立.

  2 4 6 8 10 12 14

  要得到上面的結(jié)果,你所找的質(zhì)數(shù)不會大于250.

  (3)在1848年,波里奈克(de Polignac)指出:

  每一個奇數(shù)都可以用一個質(zhì)數(shù)與一個2的乘方之和表示.

  例如:25=17+23

  隨機選擇一些奇數(shù),測試波里奈克的猜測,是否只有一種表示方法?

  (4)質(zhì)數(shù)通常以連續(xù)奇數(shù)成對出現(xiàn),如5與7、17與19、29與31.一般相信這種成對的質(zhì)數(shù)有無限多個,但尚無人能加以證明.

  在150與200之間只有3對這樣的質(zhì)數(shù),請把它們找出來!

  (5)研究下列的猜測:

  ①在連續(xù)的平方數(shù)之間,至少有一個質(zhì)數(shù).

  ②除了2與3之外的每一個質(zhì)數(shù),都可以寫成6n±1的形式,其中n為自然數(shù).

  ③任何具有4n+1形式的奇質(zhì)數(shù),等于兩個完全平方數(shù)之和.

來源:網(wǎng)絡(luò)

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