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质数计算器
使用我们的质数计算器,您可以检查任何给定的数字是质数还是合数。如果您想了解什么是质数,以及如何检查一个数字是否为质数,请继续阅读。我们还讨论如何找到质数,以及什么是互质数。作为额外内容,我们告诉您1是否为质数,以及最奇特的质数是什么。
有趣的事实:质数中最奇特的数字是2,因为它是唯一的偶数质数;所有其他质数都是奇数!
什么是质数?
大于1的自然数如果恰好有两个因数,即该数只能被1和它本身整除,则称为质数。
当一个自然数大于1且不是质数时,它被称为合数。
那么1呢?1既不是质数也不是合数,因为它只有一个因数(它本身)。
让我们讨论一些例子:
• 7是质数,因为它的唯一因数是1和7。实际上,7之前的数字(2、3、4、5和6)都不是它的因数,因为这些数字都不能整除7而没有余数。
• 8是合数,因为2是8的因数,所以8的因数不仅仅是1和8。
如何使用我们的质数计算器
这个质数计算器并不复杂。只需将您想要检查的数字输入计算器,瞧!您的答案将显示在下方。
如果您的数字是合数,计算器将告诉您它的最小非平凡因数(这里的非平凡意味着大于1的因数)。
质数判断公式
参数说明:
• p:待检查的自然数
• d:所有可以成为除数的候选数
示例:对于数字7,检查其是否能被小于或等于其平方根的素数整除,√7大约为2.645。需检查2和3,没有整除,故7是质数。
如何检查一个数字是质数还是合数
验证给定整数n是否为质数的最简单方法是应用所谓的试除法算法:它包括测试n是否能被2到n-1之间的任何数字整除。这需要大量的计算。幸运的是,试验次数可以减少;只需检查n是否能被不超过√n的质数整除就足够了。试除法算法的一个版本为这个质数计算器提供动力。
如何找到质数
您无法找到每个质数,因为欧几里得在公元前300年左右证明了质数有无穷多个。
如果您想找到某个给定限制n以下的所有质数,您可以使用称为埃拉托斯特尼筛法的算法:
- 写下从2到n的所有数字。
- 从我们列表中最小的数字开始:2。圈出2并划掉2的所有连续倍数(即4、6、8、...、120)。
- 取最小的未被圈出或划掉的数字:3。圈出它并划掉它的所有后续倍数:3、6、9、...。
- 以同样的方式继续:找到最小的可用数字p,圈出它,并划掉它的所有连续倍数。
- 检查是否还有大于p且尚未被划掉的数字。如果有,重复步骤4。如果没有,我们就完成了。
列表中被圈出的数字就是n以下的所有质数。
这里的主要思想是算法任何步骤中分配给p的每个数字都必然是质数;否则,它会作为某个更小的、已经被圈出的质数的倍数而被划掉。
为什么质数很重要?
质数在数论中至关重要,因为算术基本定理:每个大于1的自然数都可以唯一地写成质数的乘积(不考虑乘法顺序)。换句话说,质数可以被认为是所有其他自然数的构建块。
为什么1不是质数:实际上,这个定理是我们不希望1被称为质数的主要原因之一。如果1是质数,那么质因数分解将不再是唯一的,因为我们会有,例如:
6 = 2 × 3 = 1 × 2 × 3 = 1 × 1 × 2 × 3 = ...
现实应用:至于质数的现实应用,您可能会在密码学协议中遇到它们,例如著名的RSA加密。截至2020年3月,已知最大的质数有24,862,048位数字!据估计,如果以每秒一位数字的速度写下这个数字,大约需要288天(超过四分之三年)才能完整写出这个数字!
互质数
不要将质数的概念与互质数的概念混淆!如果除了1之外没有其他整数能同时整除这两个数,则称两个自然数为互质(或互素)。换句话说,它们的最大公因数(GCF)等于1。
例如:
1. 18和30不是互质的,因为它们都能被3整除。您也可以注意到它们的最大公约数是6。
2. 18和35是互质的:18的因数是1、2、3、6、9、18,35的因数是1、5、7、35。我们看到18和35的唯一公共除数是1。
• 两个质数总是互质的
• 但数字不需要是质数就能互质!
常见问题
1是质数吗?
1既不是质数也不是合数,因为它只有一个因数(它本身)。质数的定义要求有恰好两个因数:1和它本身。
最奇特的质数是什么?
最奇特的质数是2,因为它是唯一的偶数质数。所有其他质数都是奇数。
质数有多少个?
质数有无穷多个。这是欧几里得在公元前300年左右证明的著名定理。
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
---|---|---|---|---|
number | number | 否 | 输入要检查的数字 |
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
---|---|---|---|
result | string | 计算结果,返回输入的数字是否是质数,如果是质数,说明有两个因数1和它本身 |
错误码 | 错误信息 | 描述 |
---|---|---|
FP00000 | 成功 | |
FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例