Ad argvmentvm transi
Topos Uranos

Svmmarivm

Haec lectio nvmeros primos tractat, atomos mvltiplicationis nvmerorvm natvralivm. Demonstrat omnem nvmervm natvralem maiorem qvam 11 divisorem primvm habere, cribrvm Eratosthenis exponit et cavsam cvr satis sit vsqve ad radicem qvadratam cribrare, et cvm Evclide ostendit nvmeros primos infinitos esse. Deinde lemma Evclidis demonstrat, secvndvm qvod nvmervs primvs qvi prodvctvm dividit aliqvem eivs factorem dividit, et eo adhibito theorema fvndamentale arithmeticae: omnis nvmervs natvralis maior qvam 11 vno tantvm modo vt prodvctvm nvmerorvm primorvm scribitvr. Ex factorizatione dedvcvntvr nvmervs divisorvm nvmeri natvralis, characterismvs qvadratorvm perfectorvm et irrationalitas radicis qvadratae omnis nvmeri natvralis qvi qvadratvm perfectvm non sit.

Proposita discendi

  1. Nvmeros primos a compositis distingvere et demonstrare omnem nvmervm natvralem maiorem qvam 11 divisorem primvm habere.
  2. Cribrvm Eratosthenis adhibere et explicare cvr satis sit mvltipla eorvm nvmerorvm primorvm delere qvi radicem qvadratam finis non excedvnt.
  3. Infinitatem nvmerorvm primorvm, lemma Evclidis et exsistentiam et vnicitatem factorizationis in nvmeros primos demonstrare.
  4. Factorizatione vti ad divisores nvmerandos et envmerandos, ad qvadrata perfecta agnoscenda et ad irrationalitatem radicvm qvadratarvm demonstrandam.

Nvmeri primi et nvmeri compositi

In lectione de divisibilitate et divisione cvm residvo visvm est omnem nvmervm natvralem nn per 11 et per se ipsvm divisibilem esse. Qvidam nvmeri natvrales nvllos alios divisores admittvnt praeter hos dvos; ii svnt partes elementares ex qvibvs, per mvltiplicationem, omnes ceteri componvntvr.

Definitio (nvmervs primvs). Nvmervs natvralis pp est primvs si p>1p > 1 et soli eivs divisores svnt 11 et pp. Nvmervs natvralis n>1n > 1 qvi primvs non est compositvs appellatvr: scribitvr vt n=abn = ab, cvm 1<a<n1 < a < n et 1<b<n1 < b < n. Nvmervs 11 neqve primvs neqve compositvs est.

Nvmeri primi minores qvam 5050 svnt hi qvindecim:

2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,472, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47

Nvmervs 22 solvs nvmervs primvs par est, qvia omnis alivs nvmervs par divisorem 22 habet, a 11 et a se ipso diversvm. Exclvsio nvmeri 11 non est arbitrivm definitionis: si 11 primvs esset, factorizatio in nvmeros primos vnica esse desineret, qvia 6=2⋅3=1⋅2⋅36 = 2 \cdot 3 = 1 \cdot 2 \cdot 3, et theorema praecipvvm hvivs lectionis cvm exceptione envntiandvm esset.

Principivm bonae ordinationis

Demonstrationes hvivs lectionis in qvadam forma principii indvctionis nitvntvr qvae ad ratiocinandvm de divisoribvs praecipve commoda est: in principio bonae ordinationis, secvndvm qvod omnis copia non vacva nvmerorvm natvralivm elementvm minimvm habet. Ex indvctione forti dedvctvm est in lectione de svmmationibvs, progressionibvs et indvctione, et hic adhibetvr demonstratione eivs non repetita.

Omnis nvmervs natvralis maior qvam 1 divisorem primvm habet

Primvm lectionis effatvm confirmat nvllvm nvmervm natvralem maiorem qvam 11 nvmeros primos effvgere: semper est aliqvis qvi evm dividit, et inter minimos divisores invenitvr.

PropositioMinimvs divisor maior qvam 1 primvs est

Omnis nvmervs natvralis n>1n > 1 divisorem primvm habet: minimvs divisor nvmeri nn maior qvam 11 primvs est. Si praeterea nn compositvs est, minimvs eivs divisor primvs pp condicionem p2≤np^2 \leq n explet. Figvra in recta divisores nvmeri n=91=7⋅13n = 91 = 7 \cdot 13 notat.

Demonstratio

  1. D={d∈N:d∣n∧d>1},n∈D,m=min⁡D\dato{D}{D = \{ d \in \mathbb{N} : d \mid n \wedge d > 1 \}}, \quad n \in D, \quad m = \min D

    Copia divisorvm nvmeri nn maiorvm qvam 11 vacva non est, qvia ipsvm nn continet; per principivm bonae ordinationis, elementvm minimvm mm habet.

  2. a∣m∧m∣n→a∈D,a<ma \mid m \wedge m \mid n \rightarrow \resaltar{a \in D}, \quad \resaltar{a < m}

    Si mm compositvs esset, m=abm = ab cvm 1<a<m1 < a < m, factor aa divideret mm et, per transitivitatem divisibilitatis, nn: esset elementvm copiae DD minvs qvam mm, contra electionem nvmeri mm. Ergo mm primvs est.

  3. n=pk,k∈D\dato{k}{n = pk, \quad k \in D}

    Sit nvnc nn compositvs, et sit pp minimvs eivs divisor primvs, qvi est elementvm minimvm copiae DD. Scribimvs n=pkn = pk; qvia nn primvs non est, k≠1k \neq 1, et kk qvoqve dividit nn.

  4. p2=p⋅p≤p⋅k=np^2 = p \cdot p \leq \resaltar{p \cdot k} = n

    Propter minimalitatem nvmeri pp, habetvr k≥pk \geq p, et per monotoniam mvltiplicationis margo obtinetvr.

Ergo, vt diivdicetvr vtrvm nvmervs natvralis nn primvs sit, satis est nvmeros primos pp cvm p2≤np^2 \leq n experiri: si nvllvs evm dividit, nn primvs est. Exempli gratia, pro 221221 satis est nvmeros primos vsqve ad 1313 experiri, qvia 172=289>22117^2 = 289 > 221: non est divisibilis per 22, 33, 55, 77 neqve 1111, sed per 1313 divisibilis est, et 221=13⋅17221 = 13 \cdot 17. Contra, 211211 per nvllvm ex nvmeris primis 22, 33, 55, 77, 1111 et 1313 divisibilis est, et qvia 172=289>21117^2 = 289 > 211, nvmervs 211211 primvs est.