「算術基本定理」:各本之異

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夏侯韜
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夏侯韜
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第二行:
'''算術基本定理''',亦名'''質數唯一分解定理'''。其文曰:[[自然數]]之大於一者,皆可析作諸[[質數]]之積,且其途惟一也。
 
泰西疇人[[歐基里得]]先證之也,略述如下<ref>為書寫之便,所書之式求簡而達其理,如有所積多乎三數者,其理咸同,不贅言焉。</ref>
 
證諸數皆有可析之法曰:以[[反證法|反證]]之法:設有數,其不可析也,以其最小者為甲(A),則依本理所述,其不為一('''A<math>\ne</math>1'''),亦不為質數,蓋質數可記曰甲即甲也('''A=A'''),故甲必為[[合數]]。依合數之定義,其必可析為兩自然數之積,此兩自然數者,非一,亦非本數也,且必小於甲,記作甲等於乙乘以丙('''A=B <math>\times </math> C'''),則乙丙可析為質數之積乎?若可析('''B=B<sub>1</sub><math> \times </math>B<sub>2</sub>,C=C<sub>1</sub> <math> \times </math> C<sub>2</sub>'''),則甲亦可析也;是兩數之析式再積所得也('''A=B<sub>1</sub><math> \times </math>B<sub>2</sub><math> \times </math>C<sub>1</sub> <math> \times </math> C<sub>2</sub>''');若乙丙二者有不可析者,而其必小於甲,故知甲非最小之不可析之數也,是歧於初設也,蓋初設謬也。故得諸數必可析也。
== 證其可析 ==
 
又證其途唯一:先有曰:有質數甲,其可整除乙丙之積(A <math>\mid</math> BC),則或有甲整除乙(A <math>\mid</math> B),或有甲整除丙(A <math>\mid</math> C),無他。證引論曰:若甲不可整除乙(A <math>\nmid</math> B),則甲乙之[[最大公約數]]為一,依[[貝祖等式]],必有數子(X)、丑(Y),使甲子之積加乙丑之積,其和為一('''XA+YB=1'''),故得可示丙以甲乙子丑('''C=C(XA+YB)=CXA+YBC''')。因甲整除乙丙之積,故上式之右可为甲整除,故得甲整除丙,引論得證。
以[[反證法|反證]]之法:設有數,其不可析也,以其最小者為甲(A),則依本理所述,其不為一('''A<math>\ne</math>1'''),亦不為質數,蓋質數可記曰甲即甲也('''A=A'''),故甲必為[[合數]]。依合數之定義,其必可析為兩自然數之積,此兩自然數者,非一,亦非本數也,且必小於甲,記作甲等於乙乘以丙('''A=B <math>\times </math> C'''),則乙丙可析為質數之積乎?若可析('''B=B<sub>1</sub><math> \times </math>B<sub>2</sub>,C=C<sub>1</sub> <math> \times </math> C<sub>2</sub>'''),則甲亦可析也;是兩數之析式再積所得也('''A=B<sub>1</sub><math> \times </math>B<sub>2</sub><math> \times </math>C<sub>1</sub> <math> \times </math> C<sub>2</sub>''');若乙丙二者有不可析者,而其必小於甲,故知甲非最小之不可析之數也,是歧於初設也,蓋初設謬也。故得諸數必可析也。
 
既證引論,乃證惟一性曰:再行反證之法,設有某數,析其為質數之積,其途有二,取其最小者,名之為丁('''D'''),則可記作('''D=O<sub>1</sub>P<sub>1</sub>Q<sub>1</sub>=O<sub>2</sub>P<sub>2</sub>Q<sub>2</sub>''')。則數寅可整除其後式('''O<sub>1</sub><math>\mid</math> O<sub>2</sub>P<sub>2</sub>Q<sub>2</sub>'''),故依引論,後式中必有一數可為寅整除,名其為卯('''O<sub>2</sub>'''),而卯亦為素數,故得寅卯相等('''O<sub>1</sub>=O<sub>2</sub>'''),是丁除以寅或卯之商戊('''D''''),其析以質數之法亦有二途也('''D'=P<sub>1</sub>Q<sub>1</sub>=P<sub>2</sub>Q<sub>2</sub>''')。戊小於丁,故丁非析為質數之積有二途之最小者也,此與初設相歧,乃初設謬也。故得析合數以質數之積,其途惟一也。
== 證其唯一 ==
 
== 註 ==
引論曰:有質數甲,其可整除乙丙之積(A <math>\mid</math> BC),則或有甲整除乙(A <math>\mid</math> B),或有甲整除丙(A <math>\mid</math> C),無他。
<references/>
 
證引論曰:若甲不可整除乙(A <math>\nmid</math> B),則甲乙之[[最大公約數]]為一,依[[貝祖等式]],必有數子(X)、丑(Y),使甲子之積加乙丑之積,其和為一('''XA+YB=1'''),故得可示丙以甲乙子丑('''C=C(XA+YB)=CXA+YBC''')。因甲整除乙丙之積,故上式之右可为甲整除,故得甲整除丙,引論得證。
 
既證引論,乃證惟一性曰:再行反證之法,設有某數,析其為質數之積,其途有二,取其最小者,名之為丁('''D'''),則可記作('''D=O<sub>1</sub>P<sub>1</sub>Q<sub>1</sub>=O<sub>2</sub>P<sub>2</sub>Q<sub>2</sub>''')。則數寅可整除其後式('''O<sub>1</sub><math>\mid</math> O<sub>2</sub>P<sub>2</sub>Q<sub>2</sub>'''),故依引論,後式中必有一數可為寅整除,名其為卯('''O<sub>2</sub>'''),而卯亦為素數,故得寅卯相等('''O<sub>1</sub>=O<sub>2</sub>'''),是丁除以寅或卯之商戊('''D''''),其析以質數之法亦有二途也('''D'=P<sub>1</sub>Q<sub>1</sub>=P<sub>2</sub>Q<sub>2</sub>''')。戊小於丁,故丁非析為質數之積有二途之最小者也,此與初設相歧,乃初設謬也。故得析合數以質數之積,其途惟一也。
 
[[category:數學]]