國一上🔢 數與量
質數與合數
Primes and Composites
公式
判斷 n 是否為質數:只要試除到 √n
只有 1 和自己兩個因數的是質數。判斷時只需試除到平方根為止。
白話解釋
**質數**只有 1 和自己兩個因數:2、3、5、7、11、13、17、19… **合數**有三個以上的因數。 **1 既不是質數也不是合數**——它只有一個因數。這個規定不是隨便訂的,是為了讓「質因數分解唯一」這件事成立(否則可以無限乘 1)。
**2 是唯一的偶質數**,因為其他偶數都有因數 2。
判斷一個數是不是質數,有一個大幅省力的技巧:**只需要試除到 √n**。 因為如果 n = a × b 且兩者都大於 √n,那麼 a × b 就會大於 n,矛盾。所以只要有因數,必定有一個不超過 √n。
判斷 97 是不是質數:√97 ≈ 9.8,所以只要試 2、3、5、7 這四個質數。都除不盡 → 97 是質數。不必試到 96。
找一定範圍內所有質數,用**埃拉托斯特尼篩法**:列出 2 到 n,先劃掉 2 的倍數(2 本身保留)、再劃掉 3 的倍數……剩下的就是質數。
質數在現代密碼學裡是核心——RSA 加密的安全性就建立在「兩個大質數相乘容易、分解回去極難」這件事上。
什麼時候用
質因數分解、判斷互質、密碼學、化簡分數。
最容易錯的地方
- 把 1 當成質數。
- 判斷質數時試除到 n−1(只要到 √n)。
- 忘記 2 是質數(唯一的偶質數)。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
20 以內有幾個質數?
- 2
判斷 97 是否為質數,最大要試除到哪個質數?
- 3
1 是質數還是合數?(填質數、合數或都不是)