"Un matemático que no es también algo de poeta nunca será un matemático completo"


Karl Weierstrass

lunes, 24 de mayo de 2010

Existe un número infinito de números primos

Hardy, en el libro que os comentaba, propone como ejemplo la demostración de un teorema "simple", tanto en su idea como en su ejecución, pero un teorema de la mayor categoría, de los que conservan la frescura y el significado del momento de su descubrimiento, a pesar de los más de 2000 años transcurridos, y que debemos al gran Euclides:

"Existe un número infinito de números primos"

Para demostrar este teorema Euclides utilizó un método que llamamos "reducción al absurdo". Consiste en suponer lo contrario de lo que queremos demostrar y ver que eso nos llevaría a una contradicción, a algo absurdo. En nuestro caso: supongamos que existe un número finito de números primos, es decir, que 2,3,5,7,11,...P fuese la serie completa de números primos (P sería el mayor). Consideremos entonces el número Q definido como:

Q=(2x3x5x...xP)+1

Entonces Q tendría que ser también un número primo, pero sería mayor que P, con lo cual contradecimos nuestra hipótesis, y llegamos a algo absurdo. Conclusión: nuestra hipótesis de partida es falsa, no existe un número finito de números primos.

He dejado una parte a propósito sin justificar, para que intentéis hacerlo vosotros: ¿por qué Q tendría que ser un número primo? Ánimo y a pensar, espero vuestras respuestas...

6 comentarios:

Paco dijo...

Yo lo seeeeeeeeeeeeeeeeeeeee
yo lo seeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

Porque por ejemplo, para que Q sea igual a un numero primo múltiplicado por "x" tendría que sumarle 1 para ser primo...
creo xD

Ana Fernández dijo...

No, Paco, la "x" no son incógnitas, son símbolos de multiplicar (no puse los puntos a los que estamos acostumbrados por si no se entendía...). Así que Q se obtiene multplicando todos los números primos que existirían, desde el primero hasta el último, y sumándole uno...¿por qué bajo la hipótesis señalada Q tendría que ser un número primo?

Ana Fernández dijo...

Venga, os echo un cable...Os recuerdo que un número primo es aquél que sólo puede divirse entre 1 y él mismo, como 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, ... Lo contrario es un número compuesto.
Y os recuerdo que un número compuesto siempre se puede descomponer como producto de números primos (sí, eso que os suena tanto y que repetís sin saber lo que estáis diciendo...¡LA DESCOMPOSICIÓN EN FACTORES PRIMOS!).
Por tanto, un número compuesto siempre ¡puede dividirse entre algún número primo! Si nuestro número Q no fuese primo, tendría que poder dividirse entre 2, 3, 5, ...o P, que sería el último de todos, ¿es esto posible con la definición que hemos dado de Q?
Ánimo, a ver si sale.

Ana Fernández dijo...

Dividirse "de forma exacta", por supuesto, con resto cero...por si no había quedado claro.

Paco dijo...

Bueno creo que lo se...? jijij

a ver, no es seguro, pero yo he hecho 2x3x5x7x11 y un puñado de números primos, y la solución siempre me sale un número NO primo, y al sumarle 1, ERA PRIMO!!!!!!!!

no se si eso pasará siempre pero a mi me ha salido
y cumple lo de que Q es mayor que el número P jeje (o almenos me lo parece)

Ana Fernández dijo...

Efectivamente, Paco, casi lo tienes...Eso que dices que pasa, ¡es cierto! pero la pregunta es: ¿por qué? ¿por qué ese número, al sumarle 1, se convierte en un número primo?

Para poder razonar a veces es útil empezar por casos particulares y, observando éstos, uno puede llegar a la generalización. Mira:

-Supongamos que todos los números primos existentes fuesen 2 y 3 (o lo que es lo mismo, el mayor número primo fuese 3)...entonces sería Q=2x3+1=7, pero Q no sería divisible entre 2 ni entre 3, por tanto, ¡sería primo y mayor que 3: contradicción!

-Supongamos que todos los números primos existentes fuesen 2, 3 y 5...entonces Q=2x3x5+1=31, que no es divisible ni entre 2, ni entre 3, ni entre 5...por tanto, ¡sería primo y mayor que 5: contradicción!

- Y así sucesivamente...

Sólo te falta razonar: ¿por qué estas divisiones de Q entre los primos anteriores no pueden salir exactas? Si descubres el motivo, tendrás el "derecho" a hacer la generalización para cualquier primo P que fuese el mayor (el derecho que te da la "lógica matemática", que yo creo que es la "lógica a secas", aunque esto podríamos discutirlo...)

Ánimo, cuando te des cuenta verás que es una idea fácil, muy fácil...¡ése es el encanto del razonamiento de Euclides: tan fácil de entender cuando se ha entendido y tan difícil de concebir por primera vez! Un pequeño "milagro", como me ha parecido siempre cualquier idea que contenga la palabra "infinito", ¿no crees?