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輸入計算

數學公式

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結果

Is 97 a prime number?
Yes — Prime
It has exactly 2 divisors (1 and itself)
檢測的數字 97
因數總數 2

什麼是質數?

質數是指大於 1 的整數,且剛好只有兩個相異的因數:1 與它本身。例如 2、3、5、7、11、13 都是質數。任何大於 1 卻不是質數的整數,就稱為合數,因為它可以分解成更小的整數相乘。依照數學慣例,0 與 1 既不是質數也不是合數。這個工具適用於任何整數,是一款通用的數學計算機,不受任何國家或貨幣限制。

以點陣排列呈現的質數與合數對比
質數無法排成均等的列,而合數可以。

如何使用這個計算機

在輸入框中填入任一整數並送出,計算機會立即判斷該數字是質數還是合數,計算它的因數總數;若為合數,還會顯示大於 1 的最小因數。無論是寫數學作業、研究密碼學,或只是滿足好奇心,都非常實用。

公式原理說明

要判斷 n 是否為質數,我們只需在 2 到 n 的平方根之間尋找因數 d。只要有任何一個 d 能整除 n(餘數為 0),n 就是合數,可以立即停止;若一路檢查到 \(\sqrt{n}\) 都找不到因數,n 就是質數。之所以只需檢查到 \(\sqrt{n}\),是因為若 n = a × b,則 a、b 兩個因數中至少有一個必定 ≤ \(\sqrt{n}\),因此再往上找毫無意義。這也讓即使面對很大的數字,判斷依然非常快速。

$$\text{Prime} \iff \text{N} \geq 2 \;\text{and}\; \nexists\, d \in \left[2, \left\lfloor \sqrt{\text{N}} \right\rfloor\right] : \text{N} \bmod d = 0$$

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從 2 到 n 的平方根的試除數數線
只需檢驗從 2 到 n 的平方根之間的除數。

實例演算

以 \(n = 97\) 為例。97 的平方根約為 \(\sqrt{97} \approx 9.85\),由於 97 是奇數,可先排除 2,接著只需檢查 3、5、7、9 這幾個因數。它們都無法整除 97,代表 97 在平方根範圍內沒有任何因數。因此 97 是質數,恰好只有 2 個因數。

常見問題

1 是質數嗎?不是。質數必須剛好有兩個相異因數,但 1 只有一個因數(也就是它本身),所以 1 既不是質數也不是合數。

2 是質數嗎?是的——2 是唯一的偶質數。其他所有偶數都能被 2 整除,因此都是合數。

為什麼只需檢查到平方根?因為因數總是成對出現,兩兩相乘等於 n。如果一對因數都大於 \(\sqrt{n}\),它們的乘積就會超過 n,這是不可能的,所以任何一對因數中較小的那個必定 ≤ \(\sqrt{n}\)。

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