Spaß mit Primzahlen

Kategorie: Mathematik

Bestimmt weißt du, was eine Primzahl ist.
(Eine Primzahl ist eine ganze Zahl, die ohne Rest nur durch Eins und sich selbst teilbar ist.)

So ist zum Beispiel 31 eine Primzahl.

Und was ist mit 331 ? Ist das auch eine Primzahl?

Oder wie ist es mit 3.331 ?

Da muss man schon richtig rechnen. Und wenn ich noch eine 3 dazu nehme? Also ist 33.331 eine Primzahl?

Und wenn ich noch mehr Dreien dazu nehme?? Etwa 3.333.331 ? Auch prim?

Zum Glück gibt es im Internet gute Hilfen, zum Beispiel https://www.matheretter.de/rechner/primzahltest

Welche Zahl mit diesem Muster ist KEINE Primzahl? Wieviele Dreien muss die Zahl mindestens haben?

Dieses Bild zeigt die Verteilung der Primzahlen - wir nennen sie "pi(x)" (sprich "pi von x"). Sie "zählt" die Primzahlen. Es gibt beispielsweise genau vier Primzahlen unterhalb von 10 (das sind 2,3,5,7). Ein großes Rätsel der Matheematik ist weiterhin, wie diese Funktion für sehr große Zahlen verläuft. WIe viele Primzahlen unterhalb von 10000 gibt es ? Oder unterhalb von 10000000. Das klingt erst einmal uninteressant, hat aber große Auswirkungen auf viele Gebiete der Mathematik!

Erklärung

Eine Primzahl ist eine Zahl, die nur durch 1 und sich selbst geteilt werden kann. Das bedeutet, dass sie nicht durch andere Zahlen als 1 und sich selbst geteilt werden kann. Sie hat genau (!) zwei verschiedene Teiler. Die 1 ist somit keine Primzahl!

Lasst uns ein Beispiel anschauen: Die Zahl 5 ist eine Primzahl, weil sie nur durch 1 und 5 geteilt werden kann. Wenn wir versuchen, sie durch andere Zahlen zu teilen, wie 2 oder 3, erhalten wir einen Rest.

Und was passiert, wenn wir eine Zahl haben, die nicht nur durch 1 und sich selbst teilbar ist? Dann ist sie keine Primzahl!

Beispiel: Die Zahl 4 ist nicht nur durch 1 und 4 teilbar, sondern auch durch 2. Deshalb ist 4 keine Primzahl.

Es wird aber noch interessanter! Jede natürliche Zahl kann als eindeutiges Produkt von Primzahlen darstellen werden. Dies ist bekannt als die „Primfaktorzerlegung„.

Beispiel: Die Zahl 12 kann wie folgt als Produkt von Primzahlen dargestellt werden:

12 = 2 × 2 × 3

Hier haben wir 12 als Produkt von drei Primzahlen: 2, 2 und 3.

Ein weiteres Beispiel: Die Zahl 35 kann wie folgt als Produkt von Primzahlen dargestellt werden:

35 = 5 x 7

Bei der 34 sieht es so aus:

34 = 2 x 17

Nebeneinander liegende Zahlen haben also meistens eine ganz unterschiedliche Primfaktorzerlegung!

Könnt Ihr für Kali Schlaufuchs noch ein paar Beispiele finden, wie denen eine Zahl als Produkt von Primzahlen dargestellt werden kann?

Und warum ist es wichtig, dass jede Zahl als Produkt von Primzahlen dargestellt werden kann? Weil es uns hilft, die Eigenschaften der Zahl besser zu verstehen und sie zu analysieren.

KaLi Schlaufuchs ist auf Deine Beobachtungen und Antworten gespannt, die Du in Dein Forscherprotokoll eintragen und dann an KaLi Schlaufuchs schicken kannst. Oder du schreibst deine Antwort einfach als Mail an frage@kali-schlaufuchs.de

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