Theorie
Beweise
Unendlichkeit der Primzahlen
Der folgende Beweis geht auf den antiken Mathematiker Euklid (genauer: Euklides von Alexandria) zurück.
Wir nehmen versuchsweise an, es gäbe nur endlich viele Primzahlen. Wenn dies wahr wäre, dann müsste es eine größte aller Primzahlen geben, und diese bezeichnen wir mit n. Die Liste aller Primzahlen wäre dann
(A): 2, 3, 5, 7, 11, 13, ... n
Dass allerdings diese Annahme nicht stimmen kann, wird offenbar, wenn die Zahl
(B): 2 × 3 × 5 × 7 × 11 × 13 × ... × n + 1
(d.h. das Produkt aller Primzahlen plus 1) betrachtet wird:
Diese Zahl wäre sehr viel größer als n, könnte also keine Primzahl sein. Folglich müsste sie einen (von 1 und ihr selbst verschiedenen) Teiler besitzen. Dieser Teiler könnte in ein Produkt von Primzahlen zerlegt werden, und alle diese Primfaktoren müssten die Zahl (B) teilen. (Wenn eine Zahl z.B. von 10 geteilt wird, dann auch von den Primfaktoren 2 und 5). Es müsste als zumindest eine Primzahl geben, die (B) teilt. Andererseits lässt sich (B) nicht restlos durch irgendeine Primzahl unserer Liste 2, 3, 5, ... n dividieren, da immer Rest 1 bleibt! Es gäbe also eine Primzahl, die nicht in unserer Liste vorkommt! Das widerspricht aber der Annahme, dass wir in (A) alle Primzahlen aufgezählt haben! Die Annahme, es gäbe nur endlich viele Primzahlen führt auf einen Widerspruch, kann also nicht wahr sein!
Diese Art, einen Sachverhalt zu beweisen, wird indirekte Beweisführung genannt: Lässt sich aus der Annahme, das Gegenteil einer Aussage sei wahr, ein Widerspruch konstruieren, so muss die Aussage wahr sein!
Damit ist bewiesen:
Es gibt unendlich viele Primzahlen.