Vrijeme: 17:23

Princip ekstrema - Primjer 2

Princip ekstrema najčešće koristimo u kombinatorici iako ne mora uvijek biti tako. Sljedeći primjer pokazuje kako princip ekstrema možemo koristiti u raznim granama matematike, između ostalog u teoriji brojeva.

Primjer 2.
Dokaži da postoji beskonačno mnogo prostih brojeva.

Ideja rješenja.
Pretpostavimo suprotno i dokažemo da postoji prost broj veći od najvećeg, što je kontradikcija.

Rješenje.
Pretpostavimo suprotno, da ima konačno mnogo prostih brojeva. Neka je k broj prostih brojeva. Neka su tada p_1, p_2, \dots, p_k svi prosti brojevi. Promotrimo broj n = 1 + p_1p_2\dots p_k. Uočimo da n nije djeljiv ni sa p_1, ni sa p_2, ..., ni sa p_k. Dakle, svaki prosti faktor p od n različit je od p_1, \dots, p_k. Budući da je n ili prost ili ima prosti faktor, dobili smo da je p prost broj različit od p_1, \dots , p_k, što je kontradikcija, jer tada postoji barem k+1 prostih brojeva. Dakle, prostih brojeva ima beskonačno mnogo.

Za nastavak kao rješenje upišite "prosti".