Перейти до основного вмісту

Прості числа

Просте число — це натуральне число, яке має рівно два різні натуральні дільники (1 і саме число). Решту чисел, окрім одиниці та нуля, називають складеними. Таким чином, всі натуральні числа, більші за одиницю, поділяють на прості і складені. У таблиці наведено числа від 0 до 100. Прості числа виділено червоним кольором. Складені числа можна подати у вигляді прямокутників, а прості - ні. Простих чисел є нескінченна кількість. Це твердження довів ще Евклід.  Найбільшим відомим простим числом станом на жовтень 2024 року є  , яке містить  41 024 320  десяткових цифр у своєму записі.  Провідне значення простих чисел для теорії чисел та математики загалом випливає з  фундаментальної теореми арифметики.  Ця теорема стверджує, що кожне ціле число, більше за 1, можна записати як добуток одного або кількох простих чисел. Більше того, цей добуток є унікальним у тому сенсі, що будь-які два розклади на прості множники одного й того ж числа матимуть однако...

Прості числа

Просте число — це натуральне число, яке має рівно два різні натуральні дільники (1 і саме число). Решту чисел, окрім одиниці та нуля, називають складеними. Таким чином, всі натуральні числа, більші за одиницю, поділяють на прості і складені.

У таблиці наведено числа від 0 до 100. Прості числа виділено червоним кольором.

Складені числа можна подати у вигляді прямокутників, а прості - ні.


Простих чисел є нескінченна кількість. Це твердження довів ще Евклід. Найбільшим відомим простим числом станом на жовтень 2024 року є , яке містить 41 024 320 десяткових цифр у своєму записі. 

Провідне значення простих чисел для теорії чисел та математики загалом випливає з фундаментальної теореми арифметики. Ця теорема стверджує, що кожне ціле число, більше за 1, можна записати як добуток одного або кількох простих чисел. Більше того, цей добуток є унікальним у тому сенсі, що будь-які два розклади на прості множники одного й того ж числа матимуть однакову кількість копій тих самих простих чисел, хоча їх порядок може відрізнятися. Отже, хоча існує багато різних способів знаходження розкладу на множники за допомогою алгоритму розкладу на цілочисельні множники, всі вони повинні давати однаковий результат. Таким чином, прості числа можна вважати «основними будівельними блоками» натуральних чисел.

Одним із застосувань простих чисел є використання в механізмах шестерень, кількість зубців у яких є простими числами. Таке застосування забезпечує рівномірну зношуваність зубців шестерень.


У 70-х роках минулого століття було публічно оголошено, що прості числа можна використовувати як основу для створення алгоритмів криптографії з відкритим ключем. Такі алгоритми сьогодні широко застосовуються у різних сферах, пов'язаних із захистом інформації.

Відомий математик Станіслав Улам побудував двовимірну числову послідовність, яку назвали "спіраль Улама". Спіраль Улама побудував, записуючи додатні цілі числа у спіральному порядку на квадратній решітці. Виділивши на спіралі прості числа, Улам виявив, що вони часто розташовуються на діагоналях у порівнянні з іншими числами.



Однією з найдовших на спіралі Улама є послідовність з 40 простих чисел, які починаються з 41 і розташовуються  на діагоналі у напрямку зліва направо і знизу догори (точки, що відповідають цій послідовності, зображені на рисунку.


.

Окрім математики та обчислювальної техніки, прості числа мають потенційний зв'язок з квантовою механікою та використовуються в мистецтві та літературі. Вони також використовувалися в еволюційній біології для пояснення життєвих циклів цикад, які проводять більшу частину свого життя як личинки під землею, а потім виходять зі своїх нір лише через 7, 13 або 17 років, після чого літають, розмножуються, а потім гинуть максимум через кілька тижнів. Біологи припускають, що ці тривалості циклів розмноження з простими числами еволюціонували для того, щоб хижаки не синхронізувалися з цими циклами.

Інформацію підготовлено за матеріалами Вікіпедії.

Коментарі

Популярні дописи з цього блогу

Картопляний парадокс

 Парадокс - це твердження, яке, на перший погляд, є суперечливим, але насправді є вірне.  Сьогодні продемонструємо приклад такого парадоксу, який має назву "Картопляний парадокс". Фред приніс додому 100 кг картоплі, яка (у математичному сенсі) на 99% складається з води. Він залишає їх надворі на ніч, щоб вона трохи підсохла і на 98% складалася з води. Яка їх нова маса?  Відповідь вас здивує: нова маса – 50 кг. Доведення парадоксу: Якщо картопля на 99% складається з води, то суха маса становить 1%. Це означає, що у 100 кг картоплі міститься 1 кг сухої маси, яка не буде змінюватися внаслідок випаровування, оскільки випаровується лише вода. Для того, щоб картопля складалася з води на 98%, суха маса має становити 2% від загальної маси — удвічі більше, ніж було раніше. Кількість сухої маси 1 кг залишається незмінною, тому цього можна досягти лише шляхом зменшення загальної маси картоплі. Оскільки пропорцію сухої маси потрібно подвоїти, загальну масу картоплі потрібно зменшити ...

Арифметичні корені та їх геометричне зображення

 Відома теорема Піфагора дає можливість побудувати відрізок - гіпотенузу, довжина якого дорівнює кореню квадратному з суми квадратів двох чисел - довжин катетів. Якщо обидва катети дорівнюють 1, тоді довжина гіпотенузи дорівнює $ \sqrt{2}$. Для катетів, довжини яких 1 та 2, гіпотенуза дорівнює $\sqrt{5}$. А як побудувати відрізки, довжини яких дорівнюють іншим значенням коренів? Такі відрізки можна відкласти за допомогою геометричних побудов, як, наприклад, на рисунку. Окрім $\sqrt{2}$ і $ \sqrt{5}$ побудовано відрізок довжиною $ \sqrt{3}$. Інший рисунок містить відрізки, довжини яких є коренями послідовних натуральних чисел від 1 до 5. А чи можна побудувати за таким принципом відрізок, довжина якого дорівнює квадратному кореню з довільного натурального числа?

Числа Фібоначчі

 Числа Фібоначчі - це числова послідовність, у якій кожне наступне число дорівнює сумі двох попередніх. Послідовність починається з 0, далі йде 1, а далі за правилом кожне неступне число дорівнює сумі двох попередніх. Послідовність має вигляд: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34,... Послідовність є рекурентною, тобто визначена сама через себе. Формула послідовності чисел Фібоначчі: $F_n = F_{n-1} +F_{n-2}$. Числа Фібоначчі зустрічаються в природі,  мистецтві та інших сферах.  Послідовність Фібоначчі тісно пов’язана із золотим перерізом – особливою пропорцією, яку часто називають божественною. Золотий переріз виникає, коли відношення між двома частинами будь-чого дорівнює приблизно 1,618. Це число позначають символом 𝜑. Нехай маємо відрізок, що поділений на дві частини — велику a і меншу b. Відрізок буде поділений у золотому перерізі, якщо відношення довжини всього відрізка до більшої частини дорівнює відношенню більшої частини до меншої, тобто: $\frac{a+b}{a}=\frac{a}{b}=\ph...