质数和互质关系

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质数

神奇的质数,又称为素数,英文叫Prime Number。质数有无限个,质数的定义为,在自然数N中,除了1和它本身以外,不再有其它的因数。最小的质数是2。质数只能被1和它自己整除。(所谓素数中的素,就是“没有肉”,没有除了1和它自己之外的其它“菜”)

乘法的单位是质数,任何数,都可以表示成质数的乘积,质数=1x它自己,合数=一串质数相乘!

质数的数量有无限多个,因为数字只有更大没有最大。

质因数分解唯一定理

任何正整数都可以表示成质数的乘积形式,而且这个表达式唯一!

正整数都是由质数构造而成,质数本身不可再分解。

1不是质数

为什么1不是质数?这是为了让质因数分解唯一这个定理成立。

即,如果1是质数,那么任何质因数分解,都可以随便乘几个1,这样质因数分解就不唯一了!这是数学家们规定的,就像规定0属于自然数一样

如果1是质数:

\(24 = 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 1\)

\(24 = 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 1\)

对24的质因数分解,不再唯一。

互质关系

如果两个正整数,除了1以外,没有其它公因子,我们就称这两个数是互质关系(coprime)。比如,17和15没有公因子,所以它们是互质关系。这说明,不是质数也可以构成互质关系

关于互质关系,可以有以下结论:

  1. 任意两个质数构成互质关系,比如13和61,11和17。
  2. 一个数是质数,另一个数只要不是前者的倍数,两者就构成互质关系,比如3和10。(如果是倍数,就有除1之外的其它公因子存在)
  3. 如果两个数之中,较大的那个数是质数,则两者构成互质关系,比如97和57。
  4. 1和任意一个自然数是都是互质关系,比如1和99。
  5. p是大于1的整数,则p和p-1构成互质关系,比如57和56。
  6. p是大于1的奇数,则p和p-2构成互质关系,比如17和15。(p与p-1由上一条定义)

搞清楚互质关系,就可以理解欧拉函数了。

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