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prime-numbers

数据与分析

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更新于 10-16 07:51

技能介绍

用途

该技能用于处理图数论(graph number theory)中的素数(prime-numbers)问题,提供从素性判定、整数分解到素数分布与经典数论定理证明的求解策略。

主要能力

素性测试决策层级

  • 试除法(Trial division):复杂度 O(sqrt(n)),结果精确。
  • Miller-Rabin:复杂度 O(k log^3 n),概率性算法。
  • AKS:复杂度 O(log^6 n),确定性多项式时间算法。

整数分解

  • 试除法:用于小因子。
  • Pollard's rho:概率性方法,适用于中等规模数字。
  • 二次筛法(Quadratic sieve):适用于大数。
  • 对应命令:sympy_compute.py factor "n"

素数分布

  • 素数定理(Prime Number Theorem):pi(x) ~ x/ln(x)
  • 素数间隙(Prime gaps):p_{n+1} - p_n
  • 对应命令:sympy_compute.py limit "pi(x) * ln(x) / x"

经典定理

  • 费马小定理(Fermat's Little Theorem):当 a 不被 p 整除时,a^{p-1} = 1 (mod p),可用于模幂运算。对应命令:z3_solve.py prove "fermat_little"
  • 威尔逊定理(Wilson's Theorem):(p-1)! = -1 (mod p) 当且仅当 p 为素数。

使用方式

该技能通过命令行工具调用,主要涉及两个脚本:

  • Sympy_Factor: uv run python -m runtime.harness scripts/sympy_compute.py factor "n"
  • Z3_Primality: uv run python -m runtime.harness scripts/z3_solve.py prove "no_divisor_between_1_and_sqrt_n"
  • Sympy_Prime_Count: uv run python -m runtime.harness scripts/sympy_compute.py simplify "pi(x) ~ x/ln(x)"
  • Z3_Fermat_Little: uv run python -m runtime.harness scripts/z3_solve.py prove "a**(p-1) == 1 mod p"

完整工具文档参见 .claude/skills/math-mode/SKILL.md。

适用场景

适用于图数论中涉及素数判定、整数分解、素数分布分析以及费马小定理、威尔逊定理等经典结论的证明与计算任务。

限制

资料未提供该技能的收费、价格、平台支持范围、性能效果等具体信息,暂未提供。