O sicie Eratostenesa - najstarsze sito liczb pierwszych

Sito Eratostenesa znajduje wszystkie liczby pierwsze do zadanej granicy bez ani jednego dzielenia. Wystarczy liczyć: po 2 skreśl co drugą liczbę, po 3 co trzecią i tak dalej. To, co zostanie, to liczby pierwsze. Ponad dwa tysiące lat później to wciąż jeden z najszybszych sposobów, by je wypisać.

Siatka liczb od 1 do 100, w której wielokrotności 2, 3, 5 i 7 są skreślone różnymi kolorami
Siatka liczb od 1 do 100, w której wielokrotności 2, 3, 5 i 7 są skreślone różnymi kolorami

Eratostenes z Cyreny

Eratostenes żył mniej więcej od 276 do 194 p.n.e. i kierował wielką Biblioteką Aleksandryjską. Najbardziej znany jest z tego, że zmierzył wielkość Ziemi na podstawie długości cieni w dwóch miastach. Sito nosi jego imię, ponieważ Nikomach z Gerazy opisał je jako jego metodę we Wstępie do arytmetyki, napisanym około 100 roku n.e.

Jak działa sito

Zapisz liczby od 2 do N. Pierwsza liczba, 2, jest pierwsza: skreśl 4, 6, 8 i każdą inną wielokrotność 2. Następna liczba, która została, 3, jest pierwsza: skreśl 9, 12, 15 i tak dalej. Kontynuuj z 5, 7 i kolejnymi pozostałymi liczbami. Liczba, która nigdy nie zostanie skreślona, nie ma mniejszego dzielnika, więc jest pierwsza.

Zatrzymaj się na pierwiastku

Każda liczba złożona do N ma dzielnik pierwszy nie większy niż pierwiastek z N. Gdy więc p² przekroczy N, nie ma już czego skreślać. Do znalezienia liczb pierwszych do 100 wystarczą 2, 3, 5 i 7, a do 1000 liczby pierwsze do 31.

Jak szybkie jest sito?

Sito potrzebuje około N log log N kroków, a to rośnie tylko trochę szybciej niż samo N. Komputery wciąż go używają, często po kawałku jako sita segmentowego, aby wypisać liczby pierwsze aż do miliardów. Do sprawdzenia, czy jedna duża liczba jest pierwsza, szybsze są inne metody.

Często zadawane pytania

Kto wymyślił sito Eratostenesa?

Nosi imię Eratostenesa z Cyreny, greckiego uczonego z III wieku p.n.e. Najstarszy zachowany opis pochodzi od Nikomacha z Gerazy, około 100 roku n.e.

Dlaczego sito zaczyna skreślać od p²?

Każda mniejsza wielokrotność p ma mniejszy dzielnik pierwszy, więc mniejsza liczba pierwsza już ją skreśliła.

Ile jest liczb pierwszych poniżej 1000?

Poniżej 1000 jest 168 liczb pierwszych. Największa z nich to 997.

Chcesz wypróbować?

Otwórz PictorX w swojej przeglądarce — do uruchomienia nie jest wymagana żadna instalacja ani karta kredytowa.

Wypróbuj sito Eratostenesa