数学中最重要的证明之一,导致一个数学分支(数论)的诞生
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数论是纯数学的一个分支 , 它提出了关于奇数、偶数、平方数、整数、复数等各类数字之间关系的问题 。 对于数论来说 , 最重要的一类数字是素数(质数) 。 素数是一个大于1的自然数且不是两个较小自然数的乘积 。
数学中最著名的证明之一 , 恰好也是数论中最重要的证明之一 。 这个证明就是:
欧几里德关于素数无限性的证明
首先 , 假设存在有限数量的质数 。
素数的有限列表
现在取一个整数O , 并设定它等于有限列表中所有质数的乘积加1:
整数O(注意 , O只有一种写法)
数字O只有两种情况 , 它要么是素数 , 要么不是 。 如果O是一个素数 , 那么它就属于有限素数列表 。 如果O不是素数 , 那么它是由素数组成的 , 那么就可以找到O的素因子 。
O不是素数的结果是 , O至少能被有限素数列表中的一个素数整除 , 但O除以任何一个素数 , 余数都为1 。 因此 , 要么O的质因数不在我们最初假设的有限素数列表中 , 要么O是素数 。 那么有限素数的列表就不完整 。 因此 , 存在着无限多的质数 。
素数的可视化
欧几里德对质数的定义是:
质数是仅用一个单位来度量的数 。
质数中只有“单位” , 当时所有的数学工作都是用直线来完成的 。 所以质数长度的直线只能容纳单位长度的直线 , 不能容纳其他长度的直线 , 比如2和3 。 下面是欧几里得质数的视觉表示:
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数论并不像微积分那样以能够产生许多可视化的问题 。 尽管如此 , 还是有一些关于不同素数分布的有趣可视化 。
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乌拉姆螺旋图是数学家斯坦尼斯瓦夫-乌拉姆设计的素数集的图形描述 。
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用极坐标绘制30000以下的素数 。
极坐标上1e+006以下的素数 。
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复数函数的图形 。
【数学中最重要的证明之一,导致一个数学分支(数论)的诞生】数论是一个非常广阔的领域 , 它与许多其他领域相交叉 , 并产生更多需要解决的有趣问题 。 这个证明只是数论的复杂、简单和优雅证明的一小部分 。
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