题:如果一个自然数a(a≠1)的公约数只有1 和它本身,这个数就是质数,也称为素数。当然,质数的个数是无穷无尽的。
以2、3、5、7、11、13、17、19、23、31 等开头的质数数列可以无限地延伸,把这些数插入合数中,就把自然数的数列分成了无数的合数区。最长的合数区有多长呢?有没有可能出现一千个连续的合数呢?
其实,质数之间的合数区要多长就有多长,这种长度是没有界限的,尽管令人难以相信,却是不可否认的事实。连续出现的合数可以是一千个、一万个、一百万个、一万亿个……
为了方便,我们引入阶乘符号n!,它表示的是从1 到n 这n 个连续整数相乘得到的乘积。例如,5!=1×2×3×4×5。现在,我们要证明的是数列:
[(n+1)!+2],[(n+1)!+3],
[(n+1)!+4],…,[(n+1)!+n+1]
是n 个相连的合数。
这些数是按自然数的顺序依次排列的,相邻的两个数,后面的数比前面的数大1,需要证明的是,这些数都是合数。
第一个数:
(n+1)!+2=1×2×3×4×5×…×(n+1)+2
是一个偶数,因为式子中相加的两项里面都含有因数2,而大于2 的偶数都是合数。
第二个数:
(n+1)!+3=1×2×3×4×5×…×(n+1)+3
两个相加的项是3 的整数倍,所以也是一个合数。
第三个数:
(n+1)!+4=1×2×3×4×5×…×(n+1)+4
两个加式项都是4 的倍数,因此也是一个合数。
同理可证,下面的这个数:(www.daowen.com)
(n+1)!+5
是5 的倍数,等等。也就是说,这个数列中的每个数的公约数不仅有1 和它本身,还有其他的数字,所以这些数都是合数。
如果我们想求5 个相连的合数,只要把上面数列中n 的值换成5 就可以了,这个数列是:
722、723、724、725、726
不过,五个连续的合数组成的数列不是唯一的,还有其他的数列,例如:
62、63、64、65、66
或者更小的数列:
24、25、26、27、28
下面,我们来计算一下这道题:写出10 个连续的合数。
解:我们很容易想到,把n=10 代入上面的数列中,求出:
1×2×3×4×5×…×10×11+2=39 916 802
当作所求合数的第一个值,这个数列就是这样的:
39 916 802、39 916 803、39 916 804…
当然,还有其他的符合题意的合数数列,也有比这个数列小得多的数列。
另外,我们可以举出一个具有13 个连续合数的数列,而且这些数只比100 稍微大一些,这个数列是:
114、115、116、…、126
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