理论教育 自然数中的合数数量有多少?

自然数中的合数数量有多少?

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:在大于1的自然数中,除了1和它本身以外再没有其他因数的数叫素数,也称为质数,有无穷多个。这些素数之间的数都是合数,素数把自然数分成长短不等的合数区段。表示从1到n这些数的连续相乘。首先,来看第一个数。再来看第二个数(n+1)!×(n+1)+4的两个加数都是4的倍数,因此该数也是合数。同理,可以证明(n+1)!+5是5的倍数。……而这10个连续的合数并不是最小的,下面13个连续的合数仅比100大一点:114,115,116,117,…

自然数中的合数数量有多少?

在大于1的自然数中,除了1和它本身以外再没有其他因数的数叫素数,也称为质数,有无穷多个。

例如2,3,5,6,11,13,17,19,23,31……都是素数,无穷无尽,可以一直写下去。这些素数之间的数都是合数,素数把自然数分成长短不等的合数区段。那么,这些合数区段的具体长度是多少?是否存在1000个连续的合数,中间没有素数呢?

答案是肯定的。我们可以求证一下,在素数之间存在任意长度的连续合数区段。

方便起见,我们引入阶乘符号n!,n!表示从1到n这些数的连续相乘。例如,5!=1×2×3×4×5。接下来,我们要证明以下数列是n个连续的合数。

很明显,后面一个数都比前面一个数大1,也就是它们是按自然数的顺序排列的。接下来我们证明这些数都是合数。

首先,来看第一个数。

(n+1)!+2=1×2×3×4×5×…×(n+1)+2。

两个加数都是2的倍数,所以这是个偶数,当然也是合数。

再来看第二个数

(n+1)!+3=1×2×3×4×5×…×(n+1)+3

以上两个加数都是3的倍数,所以它也是合数。

而第三个数

(n+1)!+4=1×2×3×4×5×…×(n+1)+4

的两个加数都是4的倍数,因此该数也是合数。

同理,可以证明

(n+1)!+5

是5的倍数。(www.daowen.com)

……

因此我们可以知道:该数列中,每个数都是合数。

举个例子,取n=5,我们能写出5个连续的合数:

722,723,724,725,726

但这并不是唯一的5个连续的合数,下面这5个数也是连续的合数:

62,63,64,65,66

下面的5个数也是连续的合数:

24,25,26,27,28

【问题】现在,请你写出10个连续的合数来。

【解答】根据上述分析,取n=10即可。因此,第一个数为

1×2×3×4×5×…10×11+2=39916802

这10个连续的合数为:

39916802,39916803,39916804,…

而这10个连续的合数并不是最小的,下面13个连续的合数仅比100大一点:

114,115,116,117,…,126

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