正确而迅速地判断一个自然数是不是质数,在数的整除性这部分知识中,是一项重要的基本技能。
由于大于2的质数一定是奇数(奇数又不一定都是质数),所以,在判断一个自然数是不是质数时,首先要看它是奇数还是偶数。如果是大于2的偶数,这个数肯定不是质数,而是合数;如果是奇数,那就有可能是质数。在这种情况下,一般使用以下两种方法:
(1)查表法:
主要是指查“质数表”。编制质数表的过程是:按照自然数列,第一个数1不是质数,因此要除外,然后按顺序写出2至500的所有自然数,这些数中2是质数,把它留下,把2后面所有2的倍数划去,2后面的3是质数,接着再把3后面所有3的倍数划去,如此继续下去,剩下的便是500以内的全部质数。
最早使用上述方法来寻求质数的人,是古代希腊数学家埃拉托斯特尼,由于他在开始时,先把自然数写在一块蜡板上,把不是质数的数(合数)分别刺上一个孔,这样,在蜡板上就被刺上了许多象筛子一样的孔,后来,大家就把这种寻求质数的方法叫做“筛法”。
这类的质数表还可以编制成数字范围更大一些的,如1000以内质数表等。判断一个自然数是不是质数,如在表所规定的数字范围内,即可用查表的方法进行判断。
(2)试除法:
在手头上没有质数表的情况下,可以用试除法来判断一个自然数是不是质数。例如判断143、179是不是质数,就可以按从小到大的顺序用2、3、5、7、11……等质数去试除。一般情况下用20以内的2、3、5、7、11、13、17、19这8个质数去除就可以了。如143,这个数的个位是3,排除了被2、5整除的可能性,它各位数字的和是1+4+3=8,也不可能被3整除,通过口算也证明不能被7整除,当试除到11时,商正好是13,到此就可以断定143不是质数。
对179试除过程如下:
179÷2=59……2
179÷3=66……1
179÷5=35……4
179÷7=25……4
179÷11=16……3
179÷13=13……10
179÷17=10……9
当179÷17所得到的不完全商10比除数17小时,就不需要继续再试除,而断定179是质数。这是因为2、3、5、7、11、13、17都不是179的质因数,因此,179不会再有比17大的质因数,或者说179不可能被小于10的数整除,所以,179必是质数无疑。
综上所述,用试除法判断一个自然数a是不是质数时,只要用各个质数从小到大依次去除a,如果到某一个质数正好整除,这个a就可以断定不是质数;如果不能整除,当不完全商又小于这个质数时,就不必再继续试除,可以断定a必然是质数。