埃拉托斯特尼筛法生成器(免费)- 质数一览・第N个质数查询

只需输入上限N,即可使用埃拉托斯特尼筛法逐步可视化生成质数一览。除1至100早见表外,还支持最大100万范围及第100万个质数等大序数的反向查询,免费、无需注册、浏览器内直接计算。

1〜100 的埃拉托斯特尼筛法(一览表)

绿色格子为质数,其余为被筛法排除的合数。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
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51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
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81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

1 既不是质数也不是合数,因此不上色。

埃拉托斯特尼筛法生成器是什么

埃拉托斯特尼筛法生成器只需输入上限N,就能自动列出N以内的全部质数,并可视化展示每一步筛除倍数的过程。除了质数一览外,还能反向查询「第K个质数是多少」,适合从数学学习到程序验证等多种场景。

所有计算都在浏览器本地完成,输入上限后立即得到质数个数、最大质数以及完整列表,无需等待也无需安装任何软件。

埃拉托斯特尼筛法生成器的使用方法

  1. 输入上限N 输入希望生成质数一览的范围上限(最大1,000,000)。
  2. 查看质数一览与个数 系统会显示N以内的全部质数,以及质数的总个数π(N)。
  3. 确认筛除步骤(上限400以下) 上限设为400以下时,可以逐步查看每个质数筛除了哪些倍数。
  4. 查询第K个质数 输入序号K,即可查询第K个质数具体是多少。

用好本工具的小技巧

  • 埃拉托斯特尼筛法通过从 2 开始依次划掉质数的倍数,能高效地列出 N 以内的全部质数。
  • 将上限 N 设为 400 以下时,可以逐步确认是哪个质数筛掉了哪些数。
  • 本工具支持「第1,000,000个质数是什么」这类大序数的反向查询,便于确认位数很大的质数是否存在。
  • 生成的质数一览完全在浏览器本地计算,不会向服务器发送任何数据。

埃拉托斯特尼筛法生成器的应用场景

数学课程与算法学习

通过实际操作筛除倍数的过程,直观理解埃拉托斯特尼筛法的原理和效率。

编程练习的答案校对

在自己实现质数生成算法后,可以用本工具的结果核对输出是否正确。

确认特定序号的质数

查阅第1,000个、第100万个质数等具体数值,用于研究或出题参考。

质数分布规律的观察

通过一览表和个数统计,直观感受质数在数轴上分布的稀疏程度。

质数筛法用语集

质数(素数)
只能被1和自身整除的大于1的整数,例如2、3、5、7、11等。
合数
除了1和自身外还能被其他数整除的大于1的整数,可以分解为多个质因数的乘积。
埃拉托斯特尼筛法
从2开始依次划掉已知质数的所有倍数,剩余的数即为质数的算法。
π(N)
表示不超过N的质数个数的函数,是数论中用于描述质数分布的常用符号。
质数定理
描述质数个数π(N)随N增大时的近似分布规律的定理,可用于估算第K个质数的大致范围。

常见问题

这是相传由公元前3世纪数学家埃拉托斯特尼提出的质数判定法:从 2 开始依次排列整数,机械地划掉已发现质数的倍数,剩下的数便全部是质数。由于只需重复简单操作,也非常适合用计算机实现。

由于本工具在浏览器内完成全部计算,上限设为最多 1,000,000。超出该范围会大幅增加计算量,可能导致浏览器运行变慢。

根据质数定理估算第 N 个质数的大致上限,再在该范围内执行埃拉托斯特尼筛法精确求出。支持最多查询到第 1,000,000 个质数。

当结果数量较多时,只显示前 1,000 个,其余仅汇总显示个数。逐步筛除过程的可视化仅在上限为 400 以下时提供。
工具君

闲话 ― 为何2000年前的算法至今仍在使用

埃拉托斯特尼筛法是现存最古老的质数生成算法之一,相传由公元前3世纪担任亚历山大图书馆馆长的古希腊学者埃拉托斯特尼所创。两千多年前发明的方法至今仍作为计算机科学的教材使用,足见这一算法的简洁与优美。

筛法的原理出人意料地简单:从 2 开始依次排列整数,将尚未被划掉的最小数确定为质数,再划掉它的所有倍数。只需将这一操作重复到 √N,即可得到 N 以内的全部质数。相比逐一判断单个数字是否为质数的试除法,若要一次性求出一览表,筛法效率高得多。

寻找巨大质数的竞赛至今仍在继续,GIMPS(互联网梅森素数大搜索)等分布式计算项目不断发现位数超过千万位的梅森素数。埃拉托斯特尼筛法本身并不用于发现如此巨大的质数,但其基本思想(机械地排除倍数)也是更高级的质数判定算法的基础。