素数は無限に存在するか

2022/11/14

エクタス算数科

素数とは、「2以上の自然数のうち、約数が1とその数自身の2つしかない数」のことを言います。ですから、1は素数ではありません。1は約数が1つしかありませんよね。

ちなみに「自然数」とは1以上の整数のことです。0は含みません。

素数は2、3、5、7、11、13、……と続いていきますが、素数は無限に存在するのでしょうか。あたりまえのようにも思えますが、この理由を説明してみましょう。

素数が有限であると仮定しましょう。それらすべての素数をかけて積を出します。そしてこの積に1を加えた答えをAとします。Aはどんな素数で割っても割りきれず1余ることになります。ですからAは新たな素数ということになります。素数をすべてかけた積に1をたした数は素数であると言えますね。このようにすべての素数よりも大きな素数見つかってしまいますから、素数が有限だという仮定は間違っており、素数は無限に存在します。

さて上記の説明では誤解をする方がいらっしゃいます。それはどういう誤解なのか、というと、

「この証明は、素数をすべてかけた積に1をたした数は素数であることを証明するものだ」という誤解する方がいらっしゃるのです。

でもこれは間違っていますよね。

たとえば、2×3×5×7×11×13+1=30031ですが、30031=59×509ですから素数ではありません。素数をかけた積に1をたしたからといって素数になるとは言えないのです。

それでは、さきほどの説明は間違っているんじゃないの?と思ってしまうかもしれません。

さきほどの説明では、あくまでも素数が有限個であると仮定された世界であるために、そのすべて有限個の素数をすべてかけた答に1をたすと素数になることが正しくなるのです。

そうは聞いても納得がいかない子どももいるかもしれません。でもそれでよいのです。あいまいでもやもやしてなぜだろうという気持ちこそが大切なのです。

理由を説明する問題が中学入試の算数でも増えてきていますが、ただ解答解説をうのみにするだけでなく、具体的に計算して、ていねいに調べ、自分なりに考えてああでもないこうでもないという時間を作ることができるとよいですね。

関連記事related posts

エクタス算数科

河童先生の算数問題に挑戦! 11

それでは問題です。     つぎの計算をくふうして計算しましょう。 見づらい場合は下の画像をクリックしてくださいね。       ※分母が違っている分数のひき算をまだ習っ…

エクタス算数科

続・続・算数よもやまばなし

算数には、日暦算(こよみざん)とよばれる計算問題があります。ちなみに現在の暦は、グレゴリオ暦という明治5年に採択された計算方法を用いています。これは400年の長さを146097日として平年の365日に閏日(2月29日)を…

エクタス算数科

大学入試問題にチャレンジしよう

4個の整数1,a,b,cは1<a<b<cを満たしている。 これらの中から相異なる2個を取り出して和を作ると、1+aからb+cまでのすべての整数の値が得られるという。 a ,b,cの値を求めよ。(京都大学・文系) 小学生で…

新着記事latest posts

2025/4/21

お知らせピックアップ

渋谷教育学園幕張中 学校説明会 5/30開催!

Z会主催 エクタス協賛渋谷教育学園幕張中学校 学校説明会のご案内【参加無料】 5/30(金)に渋谷教育学園幕張中学校の学校説明会を開催いたします。同校は自調自考をモットーに生徒の成長を促し、海外大学も含め全国でも屈指の進…

お知らせピックアップ

2025/4/10

エクタス国語科より

『記述問題は後ろから考えよう』

学校でも新学年を迎え、入学式・始業式と行事が多かったことと思います。学校生活がようやく落ち着いたころにはすぐGW…でも、受験生にとっては「遊ぶ期間」ではなく「勉強漬けになる期間」かもしれませんね。 今年の開成中学の国語は…

エクタス国語科より

2025/4/9

お知らせピックアップ

小6「筑駒・御三家・駒東 最難関スーパー講座」【2025年度前期】申込受付中!

講座は土曜日午前を中心に設定、1科目から受講が可能です。受講生には担当講師のナビゲートにより個別カリキュラムを提案。 毎年筑駒・御三家・駒東中合格者を輩出するエクタスの看板講座。最難関校の入試傾向に直結する教科別講座を今…

お知らせピックアップ

pagetop