2000年以前,euclid第一个证明了素数有无穷多个,
其后2000年,无数人都给出了很多版本的证明思路
euclid的大概证明思路如下:
证明:
设:素数只有有限个,设为q1,q2,q3....qn;
考虑:p=q1q2q3......qnqn+1.
显然,p不能被q1q2q3......qn整除.
故存在2种情况:1.p为素数,2.p有除q1,q2,q3....qn以外的其他素因子.
所以,无论哪种情况,都说明素数不止有限个.
故假设不成立,所以素数有无穷个.
现在,我们不用euclid的反证法,我们用正面直接证明的方法来证明这个问题
这个证明方法最早是由goldbach提出来的,这个思想是:找出一个各项均大于1的无穷的整数数列{an},使这个数列的项两两互素,若有1个素数p1整除a1,那么,他不能整除a2,若p2是整除a2的素数,那么,p1和p2是不相同的素数,且p2它不能整除a3,设p3是整除a3的素数,p1,p2,p3互不相同,这样一直做下去,我们就得到一个无穷的素数数列,也就是说:素数的个数是无穷的.
这种思想不需要用到算术的基本定理,而且,判断两个数互素较为简单。此外,这种思想关键是要去找一个各项大于1,且互为素数的无穷数列,因此,具有实用性,goldbach在1891年曾经注意到费尔马数是两两互为素数的性质,证明了素数有无穷多个。
现在,借鉴这种思想,提供一种新的素数的证明方法,如下:
构造数列{an},如下:
a1=3,a2=5,a3=a1a2-1=14,a4=a1a2a3-1=209.....
此处,数列的通项:an=f(a(n-1)....)
可以证明,这个数列是两两互为素数的.
事实上,设:n>m
若有素数p整除an,am,那么,素数p整除an-am=a1a2...an-1-a1a2...am-1=a1a2...am-1(amam+1...an-1-1)
从而,p整除ai(1<=i<=m-1)之一或amam+1...an-1-1
若p整除ai(1<=i<=m-1)之一,由p整除am及ai(1<=i<=m-1)之一,可得p整除1=a1a2...am-1-am=a1a2...am-1-(a1a...am-1-1)矛盾.
若p整除amam-1...an-1-1,那么,由p整除am,知p整除 amam+1...an-1-(am...an-1-1)=1,也得出矛盾.
所以,数列{an}中的项是两两互为素数的.
因此,素数有无穷多个.