小學(xué)三年級(jí)奧數(shù)趣題
質(zhì)數(shù)就是只能被1或其本身整除的整數(shù),例如:
5 29 41 83
唯一的偶數(shù)質(zhì)數(shù)是2,因?yàn)榘凑斩x,所有其他的偶數(shù),如6、10、28的因數(shù),除了1與其本身之外,都包括2.故除了2以外,所有質(zhì)數(shù)都是奇數(shù).
長(zhǎng)久以來(lái),許多數(shù)學(xué)家對(duì)于哪些數(shù)為質(zhì)數(shù),以及質(zhì)數(shù)的分布情形都很感興趣.與質(zhì)數(shù)有關(guān)的定理,最早可追溯至公元前3世紀(jì)的歐幾里德,他以很簡(jiǎn)潔的方法證明有無(wú)窮多個(gè)質(zhì)數(shù).
有時(shí)質(zhì)數(shù)之間非常接近,例如:
2 3 5 7 11 13
但有時(shí)也非常稀疏,像是23與37之間,就只有兩個(gè)質(zhì)數(shù).請(qǐng)問(wèn)這兩個(gè)質(zhì)數(shù)是多少?
在小于100的數(shù)中,找質(zhì)數(shù)比較容易,但在100之后,質(zhì)數(shù)之間的距離就大得多了.
試找出113之后的下一個(gè)質(zhì)數(shù).
不過(guò)即使如此,在小于100的數(shù)中,通常10個(gè)連續(xù)的數(shù)中就會(huì)包含一個(gè)質(zhì)數(shù).
那么在190與200之間有多少質(zhì)數(shù)?
數(shù)學(xué)家已證明,只要數(shù)字夠多(如5000以內(nèi)),就一定可以找到不包含一個(gè)質(zhì)數(shù)的連續(xù)整數(shù)序列.
與質(zhì)數(shù)有關(guān)的理論相當(dāng)多,但其中也有不少猜想尚待證明.
(1)其中最著名的猜想就是“哥德巴赫猜想”(Goldbach Conjecture).這是哥德巴赫在1742年寫給歐拉的信中提到的猜想,其內(nèi)容為:
除了2以外的任何偶數(shù),都可以用兩個(gè)質(zhì)數(shù)的和表示.
歐拉無(wú)法證明這個(gè)猜想.時(shí)至今日,雖然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何反例,但還是無(wú)人能予以證明.
將28、50、100、246以兩個(gè)質(zhì)數(shù)之和表示.是否只有一種表示方式?
(2)除了2以外,所有的質(zhì)數(shù)都是奇數(shù),因此任何兩個(gè)質(zhì)數(shù)(除了2)的差是偶數(shù).這或許很明顯,但有趣的是:
所有的偶數(shù)都是兩連續(xù)質(zhì)數(shù)的差.
請(qǐng)說(shuō)明對(duì)下列偶數(shù)這種說(shuō)法可以成立.
2 4 6 8 10 12 14
要得到上面的結(jié)果,你所找的質(zhì)數(shù)不會(huì)大于250.
(3)在1848年,波里奈克(de Polignac)指出:
每一個(gè)奇數(shù)都可以用一個(gè)質(zhì)數(shù)與一個(gè)2的乘方之和表示.
例如:25=17+23.
隨機(jī)選擇一些奇數(shù),測(cè)試波里奈克的猜測(cè),是否只有一種表示方法?
(4)質(zhì)數(shù)通常以連續(xù)奇數(shù)成對(duì)出現(xiàn),如5與7、17與19、29與31.一般相信這種成對(duì)的質(zhì)數(shù)有無(wú)限多個(gè),但尚無(wú)人能加以證明.
在150與200之間只有3對(duì)這樣的質(zhì)數(shù),請(qǐng)把它們找出來(lái)!
(5)研究下列的猜測(cè):
、僭谶B續(xù)的平方數(shù)之間,至少有一個(gè)質(zhì)數(shù).
②除了2與3之外的每一個(gè)質(zhì)數(shù),都可以寫成6n±1的形式,其中n為自然數(shù).
③任何具有4n+1形式的奇質(zhì)數(shù),等于兩個(gè)完全平方數(shù)之和.