素数とは?(素数一覧・素数判定)
素数とは、1とその数自身の2つしか約数をもたない、2以上の整数のことです。
素数とは
2, 3, 5, 7, 11, 13 のように、1 とその数自身でしか割り切れない 2 以上の整数を素数といいます。言いかえると、約数がちょうど 2 つしかない数です。
たとえば 7 の約数は 1 と 7 だけなので素数です。一方、6 は 1, 2, 3, 6 の 4 つの約数をもつので素数ではありません。素数ではない 2 以上の整数は合成数といい、6 = 2 × 3 のように、より小さい数のかけ算で表せます。
素数は中学1年の「素因数分解」で本格的に学びますが、小学校で習う約数・倍数の考え方がもとになっています。素数は無限にあることが、2000 年以上前に古代ギリシャで証明されています。
1は素数ではない理由
1 の約数は 1 だけで、約数が 2 つありません。そのため、定義から 1 は素数ではありません。
1 を素数に入れない理由には、素因数分解のしかたが 1 通りに決まるという大切な性質を守るため、という面もあります。もし 1 が素数なら、6 = 2 × 3 = 1 × 2 × 3 = 1 × 1 × 2 × 3 … のように、分解の方法が無数にできてしまいます。
素数の見分け方
ある数 n が素数かどうかは、2 から √n までの整数で割ってみて、どれでも割り切れなければ素数と判定できます。n = a × b と分解できるなら、a と b のどちらかは必ず √n 以下になるからです。
たとえば 91 なら √91 ≒ 9.5 なので、2, 3, 5, 7 で割ってみます。91 ÷ 7 = 13 で割り切れるので、91 は素数ではありません。97 なら 2, 3, 5, 7 のどれでも割り切れないので素数です。割ってみるのは素数だけで十分です(4 で割り切れるなら、先に 2 で割り切れるため)。
2 以外の偶数は必ず 2 で割り切れるので、素数ではありません。一の位が 5 の数(5 をのぞく)も 5 で割り切れます。下のツールでは、1兆までの数が素数かどうかをすぐに判定できます。
素数判定ツール
整数を入れて「素数か調べる」を押してください。1兆まで調べられます。
素数一覧
1 から 100 までの素数は 25 個、1 から 1000 までの素数は 168 個あります。範囲を変えると、10,000 までの素数を表示できます。
1 〜 1,000 の素数: 168 個
- 2
- 3
- 5
- 7
- 11
- 13
- 17
- 19
- 23
- 29
- 31
- 37
- 41
- 43
- 47
- 53
- 59
- 61
- 67
- 71
- 73
- 79
- 83
- 89
- 97
- 101
- 103
- 107
- 109
- 113
- 127
- 131
- 137
- 139
- 149
- 151
- 157
- 163
- 167
- 173
- 179
- 181
- 191
- 193
- 197
- 199
- 211
- 223
- 227
- 229
- 233
- 239
- 241
- 251
- 257
- 263
- 269
- 271
- 277
- 281
- 283
- 293
- 307
- 311
- 313
- 317
- 331
- 337
- 347
- 349
- 353
- 359
- 367
- 373
- 379
- 383
- 389
- 397
- 401
- 409
- 419
- 421
- 431
- 433
- 439
- 443
- 449
- 457
- 461
- 463
- 467
- 479
- 487
- 491
- 499
- 503
- 509
- 521
- 523
- 541
- 547
- 557
- 563
- 569
- 571
- 577
- 587
- 593
- 599
- 601
- 607
- 613
- 617
- 619
- 631
- 641
- 643
- 647
- 653
- 659
- 661
- 673
- 677
- 683
- 691
- 701
- 709
- 719
- 727
- 733
- 739
- 743
- 751
- 757
- 761
- 769
- 773
- 787
- 797
- 809
- 811
- 821
- 823
- 827
- 829
- 839
- 853
- 857
- 859
- 863
- 877
- 881
- 883
- 887
- 907
- 911
- 919
- 929
- 937
- 941
- 947
- 953
- 967
- 971
- 977
- 983
- 991
- 997
1〜100の素数
1 から 100 までの素数は次の 25 個です。
2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97
1 から 1000 までには 168 個、1 から 10,000 までには 1,229 個の素数があります。数が大きくなるほど、素数はまばらになっていきます。それでも、素数がなくなることはありません。
エラトステネスのふるい
素数の一覧を作るのに便利なのが、エラトステネスのふるいという方法です。古代ギリシャの学者エラトステネスが考えたといわれています。1 から 100 までの素数を探す手順は次のとおりです。
- 1 から 100 までの数を表に書き、1 に×をつけます(1 は素数ではないため)。
- 残っている最小の数 2 に○をつけ、2 の倍数(4, 6, 8, …)をすべて消します。
- 残っている最小の数 3 に○をつけ、3 の倍数を消します。
- 同じように 5、7 と続けます。
- √100 = 10 より大きい素数の倍数は、すでに消えているので、ここで終わりです。残った数がすべて素数です。
「ふるい」という名前は、倍数をふるい落として素数だけを残すようすからきています。下の表は、ふるいに残った数(素数)に色をつけたものです。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
| 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 |
| 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 |
| 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 |
| 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 |
| 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 |
| 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 |
表を見ると、2 と 5 をのぞく素数は、すべて一の位が 1, 3, 7, 9 のどれかになっていることがわかります。上の素数一覧は、このふるいと同じ方法でブラウザの中で計算しています。
素数と素因数分解の関係
2 以上のすべての整数は、素数のかけ算で表すことができます。これを素因数分解といいます。たとえば、
- 12 = 2 × 2 × 3 = 2² × 3
- 90 = 2 × 3 × 3 × 5 = 2 × 3² × 5
- 97 = 97(素数はそれ自身)
のようになります。しかも、かける順番のちがいを除けば、分解のしかたはただ 1 通りです。この性質があるので、素数は「整数をつくる部品」と呼ばれることがあります。
素因数分解を使うと、約数の個数や、最大公約数・最小公倍数を求められます。分数の約分やルートの簡単化にも欠かせません。実際に数を分解してみたいときは、すだれ算の図も表示する素因数分解ツールを使ってください。約分の練習には分数の計算機も役に立ちます。
よくある質問
1は素数ですか?
いいえ。素数は約数がちょうど2つの数で、1の約数は1つだけなので素数ではありません。
100までに素数はいくつありますか?
25個あります。1000までだと168個です。
2以外の偶数は素数になりますか?
なりません。2以外の偶数は必ず2で割り切れるからです。
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