素數分解英文解釋翻譯、素數分解的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 prime decomposition
分詞翻譯:
素數的英語翻譯:
prime number
【計】 prime number
專業解析
素數分解(Prime Factorization),又稱質因數分解,是數論中的一個基本概念。它指的是将一個大于1的正整數唯一地表示為一系列素數(質數)的乘積的形式。這些素數被稱為該整數的素因數(質因數)。
核心概念解釋
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定義:
- 在數學中,素數(質數)是指一個大于1的自然數,除了1和它自身外,不能被其他自然數整除的數。例如:2, 3, 5, 7, 11, 13等。
- 素數分解就是将給定的合數(非素數的正整數)分解成若幹個素數的乘積。這個分解在忽略素數排列順序的情況下是唯一的。這被稱為算術基本定理。
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過程與表示:
- 分解通常從最小的素數開始嘗試整除目标數,直到商為1。
- 結果通常寫成指數形式,将相同的素因數合并。例如:
- $60 = 2 times 2 times 3 times 5 = 2 times 3 times 5$
- $100 = 2 times 2 times 5 times 5 = 2 times 5$
- $17 = 17$ (素數本身是其唯一的素因數分解)
-
唯一性(算術基本定理):
- 算術基本定理保證了這種分解的唯一性(除了因數的排列順序)。即,任何一個大于1的整數,要麼本身是素數,要麼可以唯一地寫成有限個素數的乘積。這是數論的基石之一。
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應用:
- 求最大公約數(GCD)和最小公倍數(LCM):分解兩個數的素因數後,GCD是取所有公共素因數的最低次幂的乘積,LCM是取所有素因數的最高次幂的乘積。
- 數論研究:是研究整數性質、素數分布、密碼學(如RSA算法)的基礎。
- 分數化簡:找到分子分母的最大公約數進行約分。
- 密碼學:現代公鑰密碼系統(如RSA)的安全性依賴于對大整數進行素數分解的困難性。
漢英詞典角度釋義
- 素數 (Sùshù):Prime Number (A natural number greater than 1 that has no positive divisors other than 1 and itself).
- 分解 (Fēnjiě):Factorization (The process of breaking down a number into a product of other numbers).
- 素數分解 (Sùshù Fēnjiě):Prime Factorization (The decomposition of a composite number into a unique product of prime numbers).
- 質因數 (Zhì Yīnshù):Prime Factor (A prime number that divides a given composite number exactly).
- 算術基本定理 (Suànshù Jīběn Dìnglǐ):Fundamental Theorem of Arithmetic (States that every integer greater than 1 is either prime itself or is the product of prime numbers, and this product is unique up to the order of the factors).
權威參考來源
- 《數學原理》(Principia Mathematica):由懷特海德和羅素合著的經典著作,雖然主要關注邏輯基礎,但深刻闡述了算術基本定理等數論核心概念在數學體系中的地位。
- Khan Academy (可汗學院):提供關于素數分解、算術基本定理的免費、系統且易于理解的視頻教程和講解,是公認的優質教育資源。
- Wolfram MathWorld:由Wolfram Research維護的權威線上數學百科全書,提供“Prime Factorization”和“Fundamental Theorem of Arithmetic”條目的詳細、嚴謹的數學定義、性質和參考文獻。
- 《數論導引》(An Introduction to the Theory of Numbers):G.H. Hardy 和 E.M. Wright 的經典教材,被廣泛認為是數論領域的标準入門參考書,對算術基本定理有深入闡述。
- Encyclopedia Britannica (大英百科全書):其線上版提供了關于“Prime Factorization”和“Fundamental Theorem of Arithmetic”的可靠概述和曆史背景介紹。
網絡擴展解釋
素數分解(又稱質因數分解)是指将一個正整數表示為若幹素數(質數)相乘的形式。以下是詳細解釋:
1. 定義
素數分解的核心是将一個大于1的自然數分解成多個素數乘積的形式。例如:
$$ 28 = 2 times 2 times 7 $$
$$ 60 = 2 times 3 times 5 $$
2. 分解方法
試除法是最常用的方法:
- 從最小的素數2開始嘗試除法;
- 若可整除,則記錄該素數并重複操作;
- 若不可整除,則嘗試下一個素數(3、5、7…);
- 直到商為1時結束。
例如分解30:
- 30 ÷ 2 = 15 → 記錄2
- 15 ÷ 3 = 5 → 記錄3
- 5 ÷ 5 = 1 → 記錄5
最終得:30 = 2×3×5
3. 唯一性定理
根據算術基本定理,每個大于1的正整數都有且僅有一種素數分解方式(不考慮素因數的排列順序)。例如:
$$ 12 = 2 times 3 $$
不可再得到其他素數組合的等價分解。
4. 特殊說明
- 1的特殊性:1既不是素數,也無法進行素數分解。
- 素數本身:素數(如7、13)的分解形式就是其自身。
5. 應用領域
- 密碼學:RSA加密算法依賴大整數分解的困難性。
- 數論研究:用于解決最大公約數、最小公倍數等問題。
示例延伸:
若用戶需要分解更大的數(如945),可逐步執行:
$$ 945 ÷ 3 = 315 → 315 ÷ 3 = 105 → 105 ÷ 3 = 35 → 35 ÷ 5 = 7 $$
最終得:945 = 3³×5×7
通過以上步驟,任何合數都能被唯一分解為素數乘積。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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