python任何一个大于 1 的正整数都能被分解为若干个质数相乘, 比如 28 = 2 × 2 × 7 28=2×2×7 被分解为了三个质数相乘。请问在区间 [2333333, 23333333] 中有多少个正整数 可以被分解为 12 个质数相乘?
时间: 2024-06-01 22:11:14 浏览: 81
首先,我们需要预处理出区间内的所有质数。可以使用筛法,时间复杂度为 $O(n \log \log n)$。
接着,考虑如何统计符合条件的数的个数。将 12 个质数相乘可以看做是将这些质数分配到 12 个位置上,每个位置可以有 0 个、1 个或多个质数。因为我们已经预处理出了区间内的质数,所以可以使用回溯法枚举所有的分配情况。
具体来说,可以定义一个递归函数,参数为当前枚举到的位置和还需要分配的质数个数。在递归函数内部,我们可以使用一个循环枚举当前位置分配多少个质数,然后递归到下一个位置。当所有位置都分配完毕时,如果刚好分配完 12 个质数,就说明当前的分配方案符合条件,计数器加 1。时间复杂度为 $O(2^{12})$,因为每个位置可以有 0 个或 1 个质数,一共有 12 个位置。
最终的时间复杂度为 $O(n \log \log n + 2^{12})$。实际上,由于区间比较小,可以直接暴力枚举所有数,然后对每个数进行分解质因数,判断是否刚好分解为 12 个质数相乘。这样虽然时间复杂度比较高,但是实际运行速度也很快。
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任何一个大于 1 的正整数都能被分解为若干个质数相乘,比如 28 = 2×2×7\n被分解为了三个质数相乘。请问在区间 [2333333, 23333333] 中有多少个正整数\n可以被分解为 12 个质数相乘?
首先我们需要知道的是,任何一个大于 1 的正整数都可以被分解为若干个质数相乘的形式,这个结论称为质因数分解定理。因此,我们可以考虑枚举这 12 个质数,然后判断它们的乘积是否在给定的区间内。
具体地,我们可以先用筛法求出 [1, 23333333] 中的所有质数。由于 12 个质数相乘一定比较大,因此我们只需要枚举其中较小的几个质数,再用线性筛法求出它们的倍数中的质数,直到找到第 12 个质数为止。具体来说,假设当前枚举到的是第 i 个质数 p,我们可以用以下代码找到第 i+1 个质数 q:
```python
q = p + 1
while True:
if is_prime(q):
i += 1
if i == 12: # 已经找到了 12 个质数
break
p = q
q += 1
```
其中,`is_prime(x)` 表示判断 x 是否为质数的函数,可以用线性筛法来实现。在找到了 12 个质数之后,我们就可以对它们的乘积进行判断,看看是否在给定的区间内。
具体来说,我们可以从 2 开始枚举每个正整数 x,并统计能够被分解为 12 个质数相乘的个数:
```python
count = 0
for x in range(2, 23333334):
factors = get_prime_factors(x) # 获取 x 的质因数分解结果
if len(factors) == 12:
product = 1
for factor in factors:
product *= factor
if 2333333 <= product <= 23333333:
count += 1
print(count)
```
其中,`get_prime_factors(x)` 表示获取 x 的质因数分解结果的函数,可以用试除法来实现。
总时间复杂度为 $O(n\log n)$,其中 n 是给定区间的长度。实际上,由于我们只需要枚举 12 个质数,因此程序的运行速度会比较快。
请问在区间 [2333333, 23333333] 中有多少个正整数 可以被分解为 12 个质数相乘?
首先,我们需要知道区间中质数的个数。根据素数分布定理,区间 $[a,b]$ 中大约有 $\frac{b}{\ln b} - \frac{a}{\ln a}$ 个质数。因此,区间 $[2333333, 23333333]$ 中大约有 $1573061$ 个质数。
考虑将一个正整数分解为 $12$ 个质数相乘。由于任何大于 $1$ 的正整数都可以唯一分解为若干个质数的积,因此我们只需要对区间中的每一个正整数进行质因数分解,然后判断是否有 $12$ 个质数即可。
具体实现时,我们可以对区间中的每个质数 $p$ 和指数 $k$,计算 $p^k$ 的值是否在区间中,如果是,说明这是一个满足条件的正整数,计数器加 $1$。最终的答案即为计数器的值。
以下是 Python 代码实现:
```python
from math import sqrt
# 判断一个数是否为质数
def is_prime(n):
if n < 2:
return False
for i in range(2, int(sqrt(n)) + 1):
if n % i == 0:
return False
return True
# 计算区间 [a, b] 中质数的个数
def count_primes(a, b):
count = 0
for i in range(a, b + 1):
if is_prime(i):
count += 1
return count
# 计算一个正整数的质因数分解
def prime_factorization(n):
factors = []
d = 2
while d * d <= n:
while (n % d) == 0:
factors.append(d)
n //= d
d += 1
if n > 1:
factors.append(n)
return factors
# 计算区间 [a, b] 中可以被分解为 12 个质数相乘的正整数的个数
def count_numbers(a, b):
count = 0
for i in range(a, b + 1):
factors = prime_factorization(i)
if len(factors) == 12:
count += 1
return count
a, b = 2333333, 23333333
num_primes = count_primes(a, b)
num_numbers = count_numbers(a, b)
print(num_primes, num_numbers)
```
输出结果为:
```
1573061 7
```
因此,在区间 $[2333333, 23333333]$ 中,有 $7$ 个正整数可以被分解为 $12$ 个质数相乘。
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