摘要:本文结合目前数学界的实际,对素数定义的表达方式进行了合理性分析,认为现有素数的定义表达,不符合人的思维习惯,存在不合理性。容易让人对自然数“1”产生歧义。明确提出了素数定义的一种新的表达方式,让人更能简便明了的理解素数定义。
关键词:素数;素数定义;惯性思维;表达方式
0.前言
随着素数的发展,素数的定义明确在各类教科书中。满足了当时一段时间内数学界的要求。数学界在不断发展,对素数的研究也在不断发展。随着社会发展的日新月异,认为现有素数定义的表达方式,存在不合理性,容易让人对自然数“1”产生歧义。现详细论述如下。
1.素数的定义
在各类教科书中,素数又叫质数。为了统一,本文一律称为素数。素数的定义为“在大于1的自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数”[1]。
2.素数定义的合理性
现在的素数定义,流传已久,能说明什么自然数是素数。在素数定义表达方式中,“在大于1的自然数中”是个判断条件。在判断一个自然数是不是素数时,需要根据该判断条件来判断。为什么要在素数定义表达方式中引入自然数“1”呢?原来,数学界最早约定“1也是素数”[3]。以前需要根据自然数“1”来判断一个自然数是不是素数。
3.素数定义的不合理性
虽说历史上,曾经将1也包含在质数之内,但后来为了算术基本定理,最终1被数学家排除在质数之外。[2]既然根据现在数学界的约定,自然数“1”和自然数“0”一样,既不是素数也不是合数。再在素数定义表达方式中利用“在大于1的自然数中”这个判断条件,不合理的。为什么这样说呢?
在判断一个自然数是不是素数时,需要利用素数定义表达方式中“在大于1的自然数中”这个判断条件。这样,容易让人把自然数“1”挂在心上口上。因为自然数“1”,也是能被自然数“1”整除,它的本身也是自然数“1”。根据人的思维,产生它也是素数的假象。这种现象,在学生刚一开始学习时,出现的十分普遍。
因现今数学界已经不使用“1也是素数”这个约定[3]。根据素数的定义能判断,最小素数是的自然数“2”。这样的话,在素数的判断条件“在大于1的自然数中”,含有自然数“1”,似有画蛇添足之嫌。确有必要对素数的判断条件“在大于1的自然数中”,进行重新描述。
4.对素数定义进行重新定义的必要性
对素数定义进行重新定义的必要性,就像物理上所说的“运动的物体具有惯性”一样,人的思维也具有类似的行为。是因为人看到一个现象后,在惯性思维下,极短时间内做出本能反应,在极其简单的场景下,往往会不加思考的做出错误反应。惯性思维指人在思考问题时,习惯按照以前的方式思考处理办法。惯性思维常会造成思考问题时,人的本能按照第一反应来解决问题。只有在解决不了问题时,才会转变思路,重新思考解决问题的方式方法。这种思维行为,是人的神经细胞在传导兴奋的优先法则。
那么,根据人的惯性思维,在素数定义中引入自然数“1”,首先就会让人在脑海中想到自然数“1”,容易让人不加思考的把自然数“1”默认为素数。对学生的造成错误暗示或误导。反过来,如在素数的定义中引入自然数“2”,根据人的惯性思维,首先就会让人在脑海中想到自然数“2”,让人不加思考的把自然数“2”先与素数的定义来比对。而自然数“2”是素数,是正确的。因为人的惯性思维,所以有必要对素数的定义进行重新定义。
5.素数定义的重新约定
因现今数学界已经不使用“1也是素数”这个约定,就有必要对素数定义的判断条件“在大于1的自然数中”,进行重新约定。
根据以上论述,把素数(质数)定义修改为“在大于等于2的自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数。”
这样,把自然数“2”明显的列入素数内的做法,非常容易就把自然数“1”排除在人的意识之外。这样让学生容易记忆,也不会把自然数“2”是素数忘记掉。
6.结论
综述,把素数定义修改为“在大于等于2的自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数。”
在新的素数定义中,旗帜鲜明的把自然数“2”列入素数的定义内。这种明确列出自然数“2”是素数的新说法的优点是,让学生把自然数“2”默认为是第一个素数。非常容易就把自然数“1”排除在素数之外。不仅让学生容易理解记忆,而且也不会让学生产生错误和误解。
本文以期推动素数的研究和发展为本意。不足之出,请各位同仁及前辈指正。
参考文献:
[1]卢江.杨刚主编,义务教育课程标准试验教科书数学五年级下册[M].北京:人民教育出版社,2005. 23.
[2]iteye_2119发布,质数与合数,CSDN.网址https://blog.csdn.net/iteye_21199/article/details/82209413
[3]哥德巴赫猜想,来源百度百科,网址https://baike.baidu.com/item/哥德巴赫猜想/72364#reference-[1]-10645815-wrap
作者简介:楚启龙(1974年02月- ),男,汉族,山东省菏泽市成武县,山东淮海工程建设监理有限公司高级工程师,注册监理工程师,大学本科,研究方向:土木工程深基坑支护技术、钢结构工程加固及施工技术、工程监理管理效率及模式研究。
楚谨华 山东省成武县第二中学高三12班学生 山东成武 274200
贾明英 山东省成武县中医医院儿科副主任 山东成武 274200
通信作者:
楚启龙 山东省菏泽成武县中医院家属院 274200,