第一卷 正文

的落差。」

  「上课呢?上课的时候听得懂吗?」

  「上课啊……老师教的时候好像都听懂了。」

  但是却无法完全理解?

  「是啊,无法完全理解。多多少少能解题,上课也好像听得懂。可是实际上却没有完全理解。」

  2.5.1质数的定义

  「那么我再问得更具体一点,你知道质数吗?」

  「……嗯,应该知道。」

  「应该知道啊……那你说说看质数的定义,就是回答『什么是质数』。不需要用算式,用自己的说法表达就可以了。」

  「什么是质数?嗯~~像5或7之类的吗?」

  「嗯,5和7都是质数没错——但是5和7都只是质数的一个例子。「举例」和「定义」并不一样。什么是质数?」

  「啊,好的。质数就是……『只有1和自己本身能整除自己的数』吧,这是数学老师叫我们一定要记起来的定义。」蒂蒂点点头说。

  「也就是说,你认为这个定义是正确的?」

  『当正整数p只能被1与p整除时,p为质数』(?)

  「嗯,我觉得这是正确的。」

  「不,这定义是错的。」

  「咦?假如拿5当例子的话,只有1和5可以整除啊。」

  「嗯,5是质数没错。但是照这个定义的话,1也会变成质数了。因为当p用1代入时,p只能被1与p整除这点是符合的,但是1并不包含在质数之内。最小的质数是2,将质数由小到大排列,会像下面的数列一样从2开始。」

  2,3,5,7,11,13,17,19,……

  我继续说下去:「所以前面的定义是错的,质数的定义应该如下面所写……」

  『当正整数p只能被1与p整除时,p为质数,但1除外。」

  「或是从一开始就定下条件。」

  『p为大于1的整数,当正整数p只能被1与p整除时,p为质数。』

  「条件用算式也可以。」

  『整数p>1,当p只能被1与p整除时,p为质数。』

  「1不是质数啊。的确,老师好像也是这样教的,我能懂学长写的定义了。但是……」

  蒂蒂突然拾起头。

  「我知道了,质数不包含1。不过我还是不能认同,为什么质数不能包含1呢?包含进去会有什么不合理的地方吗?我不懂质数不能包含1的rationale。」

  「rationale?」

  「就是正当的理由、原理的说明、理论的根据。」

  喔~~这女孩也知道认同理由的重要性啊。

  「……学长?」

  「啊……抱歉。为什么质数不能包含1呢?很简单,是因为质因子分解的唯一性。」

  「质因数分解的唯一性?唯一性是什么?」

  「所谓质因数分解的唯一性就是指一正整数n的质因子分解只有一种。例如说24的质因子分解只有2×2×2×3一种。啊,在这里不考虑数字的排列顺序,像2×2×3×2或3×2×2×2之类,虽然顺序不同仍然视为同样的质因子分解。质因子分解的唯一性在数学里是相当重要的,为了要遵守这个性质,所以就定义1不能为质数。」

  为了要遵守这个性质?因为这个原因就可以擅自定义吗?」

  「可以的。虽然说擅自有点夸张……数学家会找出对构成数学世界有用的数学概念,然后将它命名,这就是定义。将概念清楚地规定下来,就能勉强算是定义了。但是,可以定义和这个定义能不能派上用场又是两回事。在你的定义里,质数包含1,会使质因子分解的唯一性消失。话说回来,你懂质因子分解的唯一性了吗?」

  「唔,懂了……吧。」

  「嗯~~为什么说『吧』?必须确定自己是否理解才行。」我特别强调了『自己』。

  「要怎么确定自己是否理解了呢?」

  「例如举个适当的例子来确定是否理解了。『举例是理解的试金石』。虽然举例并非定义,但是适当地举例也是一种很好的练习。」

  『举例若质数包含1,则质因子分解的唯一性无法成立』

  「原来是这样。假如质数包含1,则24的质因子分解,就会像这样有很多种……」

  2×2×2×3

  1×2×2×2×3

  1×1×2×2×2×3

  .

  .

  .

  「是的。这就是质因子分解的唯一性无法成立的例子。」

  我的话让蒂蒂松了一口气,

  「但是与其说『很多种』,不如用『复数个』或『2个以上』的方式表现。这是因为……」

  「……因为比较严密?」蒂蒂马上接下去。

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