Webで数学!素数の個数 | Webであなたの夢が叶う!

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こんにちは。
Webであなたの夢が叶う!のHirokoです。


Webで数学、
素数の個数についてです。


「素数」とは、
1と自分自身以外には約数を持たない数でしたね。


素数を順序よく求める方法は知られていないけれど、
一番簡単に大量の素数を見つける方法は、
エラトステネスのふるい」という方法を用いることでした。


エラトステネスのふるいは、
自然数をふるいにかけて素数と合成数にわける
という簡単な手法です。

その手順は以下になります。

① 奇数を昇順に並べて
   ふるいにかける数字リストをつくる
   (偶数は2で割り切れるので省く)

② 1は素数でも合成数でもない特別な数なので
   
ふるいにかける数字リストから省く。

③ 
ふるいにかける数字リスト
   トップに位置する数を素数リストに移動して、
   その数の倍数を
リストからふるい落とす。

④ ③の作業を
ふるいにかける数字リストの先頭値が、
   ふるいにかける数字リスト最大数の平方根に
   なるまで続ける

⑤ ④の用件を満たしたタイミングで
   残りの数を
素数リストに移動する

これで素数を見つけることができます。
単純ですが根気のいる作業ですね。

具体的には、
100までの自然数の中には、

   2, 3, 5, 7,
  11,13,17,19,
  23,29

  31,37

  41
,43,47
  53,59
  61,67,
  71,73,79,
  83,89,
  97

の25個の素数があります。

自然数は無限で終わりの数はないと
お話ししましたが、
この素数にも「これが最大の素数だよ!」
という数はありません。

現在知られている最大素数は、
2013年2月に発見された「2の57,885,161乗 - 1」
桁数はなんと1,742万5
,170ケタだといいますが、
この数も現在証明されている最大の素数であって、
次の素数を見つけるための取り組みは始まっています。

そして、
素数は無限に存在するけれど、
大きくなるに従って、
次第にまばらになることがわかっています。


数の範囲と素数の個数は、
次の表の関係になります。

         
数の範囲      素数の個数
           10          4
          100         25
         1000        168
        10000       1229
       100000       9592
      1000000      78498 
     10000000     664579
    100000000    5761455
   1000000000   50847534
  10000000000  455052511

こうしてみると、
個数の規則性がはっきりとしてきました。

この規則性を「素数定理」といって、
数学者:リーマンによって示された
数学最大の難問なのです。

なんだかロマンを感じますね。



今日も最後まで読んでいただいてありがとうございました。