De stelling

Er zijn oneindig veel priemgetallen.

Het bewijs

Een priemgetal is een natuurlijk getal (een positief geheel getal) groter dan 1 dat alleen door zichzelf en door 1 deelbaar is.

Er zijn verschillende bewijzen om te laten zien dat er oneindig veel priemgetallen zijn. In dit bewijs zal ik laten zien dat voor elk willekeurig natuurlijk getal N er een priemgetal bestaat dat groter is dan deze N.

We nemen een willekeurig getal N. Hiervan nemen we de faculteit (N! = 1 x 2 x 3 x ··· x N) en tellen er 1 bij op. Dit getal noemen we voor het gemak K, K is dus gelijk aan N! + 1.

We gaan nu domweg de getallen N + 1, N + 2, N + 3, enz na en proberen uit of dit getal K deelt (maw K gedeeld door dat getal levert een geheel getal op).
Uiteindelijk zullen we een getal P vinden met de volgende eigenschappen:

1. Dit getal P deelt K (maw er is een A met K = P x A), en

2. Geen ander getal tussen N en P deelt K.

Deze P die we gevonden hebben is een priemgetal. K is zo gekozen dat alle priemgetallen kleiner of gelijk aan N, K niet delen (ze leveren steeds rest 1 op). En als P zelf opgebouwd zou zijn uit kleinere priemfactoren, dan zouden die groter moeten zijn dan N en dan zouden we ze al gevonden hebben voordat we bij P aangekomen waren. Met andere woorden P is een priemgetal. En hebben we dus een priemgetal gevonden die groter is dan elke willekeurige N, dus zijn er oneindig veel priemgetallen.

Het grootste priemgetal?

De oplettende lezer zal nu zeggen: "Maar, zo kunnen we toch eenvoudig steeds grotere priemgetallen vinden?"

Maar nee, helaas. Dit algoritme voor het vinden van grote priemgetallen is 100% zeker, maar helaas loopt de grootste supercomputer in de wereld erop vast. Probeer het zelf maar eens voor een grote N, laten we zeggen N = 20...