Gambling with Secrets: Part 2/8 (Prime Factorization)

Art of the Problem
12 Dec 201107:03

Summary

TLDRLe script évoque l'importance de la chasse et de la survie pour nos ancêtres, introduisant le concept de partage équitable et la divisibility. Il explique comment les premiers humains ont utilisé les cycles du soleil et de la lune pour prédire les migrations des animaux et planifier leurs chasses. Le concept de nombres premiers est abordé en utilisant l'exemple de la division du chiffre 29, qui est un nombre premier. Le script se poursuit avec la découverte de la théorie des nombres par Euclide d'Alexandrie, qui a démontré que tout nombre peut être décomposé en un ensemble de nombres premiers uniques, ce qui est au cœur de la théorie des nombres.

Takeaways

  • 🌌 La vie quotidienne de nos ancêtres était basée sur la survie, et pour survivre, il fallait chasser pour avoir de la nourriture.
  • 🍽️ Pour partager la nourriture, il fallait un moyen de diviser équitablement les portions, ce qui a donné naissance à l'idée de divisibilité.
  • 🐘 Les ancêtres devaient prédire les migrations des animaux pour planifier leurs chasses, ce qui a conduit à l'invention de l'horloge.
  • ⏲️ Les horloges reposent sur des motifs répétitifs qui divisent le temps en segments, et les ancêtres ont observé les cycles célestes pour les utiliser comme horloges.
  • 🌕 Ils ont utilisé la lune pour compter les périodes plus longues, ce qui a conduit à la découverte que la période entre deux pleines lunes est de 29 jours, ce qui a donné naissance au concept de mois.
  • 🔢 Le nombre 29 est un nombre premier, ce qui signifie qu'il ne peut pas être divisé en parties égales, ce qui a posé un problème pour les ancêtres.
  • 🔍 Les premiers nombres premiers ont été explorés par les chasseurs curieux, qui ont cherché à comprendre leur importance et leur taille.
  • 🌐 L'utilisation d'une spirale pour visualiser les nombres premiers a révélé un motif magnifique et complexe qui continue indéfiniment.
  • 📚 Euclide d'Alexandrie a avancé l'idée que tous les nombres peuvent être divisés en nombres premiers, ce qui a conduit à la découverte du théorème fondamental de l'arithmétique.
  • 🔑 Chaque nombre a une décomposition en facteurs premiers unique, ce qui peut être considéré comme une clé spéciale pour ce nombre, et aucun deux nombres n'ont la même décomposition.

Q & A

  • Quel était le principal objectif de la vie quotidienne de nos ancêtres lointains?

    -Leur principal objectif était la survie, et pour survivre, il fallait chasser pour obtenir de la nourriture.

  • Pourquoi les chasseurs devaient-ils diviser leur proie en parts égales?

    -Pour que le partage soit perçu comme équitable, il fallait que chaque membre du groupe reçoive une part de taille égale.

  • Quelle est la signification de 'divisibilité' dans le contexte du script?

    -La divisibilité fait référence à la capacité de diviser une quantité en plusieurs parties de même taille, comme le fait le partage équitable de la proie.

  • Comment les ancêtres pouvaient-ils prédire les migrations des animaux pour chasser avec succès?

    -Ils devaient observer des modèles répétitifs dans la nature, comme les cycles de lune et le soleil, pour prédire les meilleures périodes de chasse.

  • Quel est le cycle le plus évident observé par les chasseurs pour diviser le temps?

    -Le cycle le plus évident est le cycle du jour et de la nuit, marqué par le lever et le coucher du soleil.

  • Pourquoi les ancêtres ont-ils besoin de cycles plus longs pour diviser le temps?

    -Ils avaient besoin de cycles plus longs pour suivre des périodes plus longues, comme les cycles lunaires, afin de planifier les chasses à l'avenir.

  • Comment les ancêtres comptaient-ils les cycles de la lune?

    -Ils comptaient les cycles de la lune en marquant des entailles ou des nombres sur des artefacts, où chaque nombre représentait unité de temps, comme un jour.

  • Quelle est la signification des nombres premiers dans le script?

    -Les nombres premiers sont ceux qui ne peuvent être divisés que par eux-mêmes et par un, et ils sont à l'origine de la complexité de diviser certains nombres en parties égales.

  • Quel est l'avancée majeure en mathématiques mentionnée dans le script?

    -L'avancée majeure est le théorème fondamental de l'arithmétique, découvert par Euclide d'Alexandrie, qui soutient que tout nombre peut être exprimé comme une somme de nombres premiers.

  • Comment le théorème fondamental de l'arithmétique nous aide-t-il à comprendre la structure des nombres?

    -Ce théorème nous montre que chaque nombre a une décomposition unique en facteurs premiers, ce qui nous permet de considérer chaque nombre comme une combinaison unique de ces 'blocs de construction' premiers.

Outlines

00:00

🌕 La chasse et l'origine de la notion de partage équitable

Le premier paragraphe nous transporte dans le temps pour explorer la vie quotidienne de nos ancêtres, où la chasse était cruciale pour la survie. Il nous fait imaginer deux chasseurs préparant leur proie du jour et la répartition équitable de la nourriture en parts égales. Cette idée de partage équitable est liée à la divisibility, où un nombre est divisible par quatre s'il peut être divisé en quatre parties égales. Pour prédire les migrations des animaux et planifier des chasses futures, il fallait comprendre les cycles naturels, comme les mouvements du soleil et de la lune. Les anciens ont utilisé des notations pour compter les cycles lunaires et ont découvert que la période entre deux pleines lunes était de 29 jours, ce qui a donné naissance au concept de mois. Cependant, ils ont rencontré des difficultés pour diviser 29 en parties égales, ce qui a conduit à la notion de nombres premiers, qui ne peuvent pas être divisés en parties égales. Le paragraphe explore également la beauté mathématique des nombres premiers et leur structure, qui reste un mystère non résolu.

05:03

🔑 Le théorème fondamental de l'arithmétique d'Euclide

Le deuxième paragraphe se concentre sur les contributions d'Euclide en mathématiques, notamment le théorème fondamental de l'arithmétique. Euclide a compris que tous les nombres pouvaient être divisés jusqu'à atteindre des nombres les plus petits et égaux, qui sont toujours premiers. Chaque nombre peut être exprimé en utilisant des nombres premiers plus petits, ce qui est la base de la factorisation. Par exemple, le nombre 30 peut être décomposé en 2, 3 et 5, qui sont ses facteurs premiers. Cette découverte a marqué une avancée majeure dans l'histoire des mathématiques et a montré que chaque nombre a une et une seule factorisation en nombres premiers, comparable à une clé unique pour chaque serrure. Cette idée reviendra jouer un rôle important dans l'histoire des mathématiques.

Mindmap

Keywords

💡Survivre

Le terme 'survivre' fait référence à la capacité de subsister et de résister aux défis de la vie. Dans le contexte de la vidéo, il est lié au mode de vie des ancêtres lointains qui étaient principalement préoccupés par la survie. Leur quotidien était basé sur la chasse pour obtenir de la nourriture, ce qui illustre la notion de survie dans le script.

💡Chasse

La 'chasse' est présentée comme une activité essentielle pour la survie des ancêtres. Elle nécessitait un partage équitable des portions de viande, ce qui introduit le concept de 'part faire'. Le script utilise l'exemple de deux chasseurs préparant leur proie pour illustrer l'importance de la chasse dans la vie quotidienne.

💡Part faire

Le 'part faire' est un concept clé dans le script, qui implique la division équitable des ressources. Il est mentionné dans le contexte de la prise de décision collective sur la taille des portions de nourriture, ce qui est crucial pour maintenir l'équité et l'harmonie dans le groupe.

💡Divisibilité

La 'divisibilité' est un terme mathématique qui est abordé dans le script pour expliquer la capacité de diviser une quantité en parties égales. Cela est lié à la notion de 'part faire', où la divisibility est utilisée pour déterminer si une portion de nourriture peut être divisée en parties égales pour tous.

💡Horloge

L'horloge est présentée comme une 'technologie' humaine ancienne qui permet de diviser le temps en segments répétitifs. Dans le script, elle est utilisée pour prédire les migrations des animaux et planifier les chasses futures, ce qui est essentiel pour la survie des chasseurs.

💡Cycle lunaire

Le 'cycle lunaire' est mentionné comme un moyen pour les ancêtres de suivre les périodes plus longues. Le script explique comment ils ont observé la croissance et la diminution de la lune pour compter les jours et identifier les périodes idéales pour la chasse, ce qui est crucial pour la prédiction des migrations animales.

💡Nombres premiers

Les 'nombres premiers' sont des nombres qui ne peuvent être divisés que par eux-mêmes et par un. Dans le script, ils sont explorés pour leur propriété de ne pas pouvoir être divisés en parties égales, ce qui est lié à la notion de 'indivisible' et est crucial pour la compréhension de la théorie des nombres.

💡Théorème fondamental de l'arithmétique

Le 'théorème fondamental de l'arithmétique' est une découverte mentionnée dans le script, qui stipule que tout nombre peut être exprimé comme une somme de nombres premiers. Cela est illustré par l'exemple de 30, qui peut être décomposé en 2, 3 et 5, ce qui est une clé pour comprendre la structure des nombres.

💡Factorisation

La 'factorisation' est le processus de décomposition d'un nombre en ses facteurs premiers. Le script l'utilise pour montrer comment un nombre comme 30 peut être construit à partir de ses facteurs premiers, ce qui est un exemple concret de l'application du théorème fondamental de l'arithmétique.

💡Éclat de beauté mathématique

L'expression 'éclat de beauté mathématique' est utilisée pour décrire la structure des nombres premiers, qui se révèle être une série continue et infinie. Le script utilise cette expression pour souligner l'aspect esthétique et mystérieux de la répartition des nombres premiers, qui reste un sujet non résolu dans les mathématiques.

Highlights

The day-to-day life of our distant ancestors was based on survival and hunting for food.

Fair share concept requires splitting food into equal size pieces, introducing the idea of divisibility.

Ancient hunters needed to predict animal migration patterns for successful hunting.

Clocks, based on repetitive patterns, were used to divide time into segments for planning hunts.

Ancient people observed the Moon's phases to track longer periods of time.

The period between one full moon to the next is approximately 29 days, leading to the origin of a month.

29 days cannot be split into equal parts, introducing the concept of prime numbers.

Prime numbers are unbreakable and cannot be divided into equal parts, unlike composite numbers.

Ancient artifacts show that people counted lunar cycles using notches or numerals.

A spiral pattern can be used to visualize prime numbers among all numbers.

The pattern of prime numbers is an ongoing mystery in mathematics.

Euclid of Alexandria contributed to the understanding of prime and composite numbers around 300 BC.

Euclid's fundamental theorem of arithmetic states that every number can be expressed as a product of prime numbers.

Factorization is the process of breaking down a number into its prime factors.

Every number has a unique prime factorization, similar to a lock and key mechanism.

The concept of prime factorization marks a significant advancement in the history of mathematics.

Transcripts

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[Music]

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[Music]

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first let's go away way back in

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time the day-to-day life of our distant

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ancestors was based on one thing

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survival and to survive is to hunt so

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with food we will begin our

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[Music]

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story let's imagine two Hunters

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preparing The Catch of the Day eating in

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groups requires them to intuitively

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agree on what toins a fair share

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a fair share requires a split into equal

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siiz

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pieces an unfair share occurs when

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someone obtains a larger piece at

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someone else's expense the idea of fair

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versus unfair is the basis of

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divisibility remember if we say some

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quantity is divisible by four then it

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implies that we can form four equal size

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pieces now in order to hunt successfully

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our ancestors needed a way to predict

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animal Migration patterns and plan

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future hunts how could they predict the

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most successful times to

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[Music]

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hunt this question leads to one of the

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oldest and most powerful human

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Technologies the clock all clocks are

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based on some repetitive pattern which

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divides the flow of time into segments

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to find repetitive patterns they look

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towards the

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heavens the most obvious cycle is the

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rising and the falling of the sun each

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day however they would have required

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longer Cycles to track longer periods of

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time for this they look to the Moon

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which seem to gradually grow and Shrink

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over many

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days and every so often a beautiful

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event would occur a full moon but was

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the period between one full moon to the

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next

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constant to answer this they needed a

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method of

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counting ancient artifacts show they

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counted this pattern using notches or

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numerals each numeral would represent

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one unit such as one day grouping these

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units together allowed them to build

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numbers numbers allowed our ancestors to

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calculate exactly 29 days between each

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full moon this is the origin of a month

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however when they tried to divide 29

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into equal parts they ran into a problem

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it was impossible no matter how hard you

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try you canot split 29 into equal

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pieces we could say that 29 is

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unbreakable unbreakable numbers are

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known as prime numbers imagine that our

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hunter was mathematically curious as he

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continued his day he couldn't stop

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thinking about these prime numbers how

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many other numbers are prime how big do

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they get first he tries dividing all

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numbers into two categories he lists

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prime numbers on the left and other

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numbers on the right the first thing a

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mathematician would do is look for

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patterns at first they seem to dance

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back and forth in a strange pattern he

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was on to

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something now let's do a modern trick to

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see the bigger picture

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the trick is to use a spiral first we

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list all possible numbers in a growing

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spiral then we color all the prime

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numbers blue finally we zoom out to see

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millions of

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[Music]

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numbers here is one of the great

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examples of true mathematical Beauty

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this is a pattern of primes which goes

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on and on forever incredibly the

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structure of this pattern is still

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unsolved

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today this idea was finally Advanced

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sometime around 300 BC in ancient Greece

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with a philosopher known as uid of

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Alexandria uid understood that all

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numbers split into two distinct

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categories prime numbers which we cannot

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share equally and composite numbers

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which we can he begins by realizing that

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any number can be divided down until you

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reach a group of smallest equal numbers

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and by definition these smallest numbers

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are always prime numbers

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H to be clear imagine the universe of

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all possible numbers and ignore the

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primes now pick any composite

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number and break it

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[Music]

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down you were always left with prime

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numbers uclid knew that every number

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could be expressed using a group of

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smaller primes or building

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blocks no matter what number you choose

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it can always be built with addition of

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smaller

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primes this is the root of his Discovery

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known as the fundamental theorem of

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arithmetic as follows take any number

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say 30 and find all the prime numbers it

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divides into

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equally this is known as

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factorization this will give us the

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prime factor factors in this case 2 3

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and 5 are the prime factors of 30 you

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could realize that you could then

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multiply these prime factors a specific

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number of times to build the original

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number in this case you simply multiply

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each factor once to build 30 2 * 3 * 5

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can be thought of as a special key or

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combination for 30 so every possible

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number has one and only one prime

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factorization

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a good analogy is to imagine each number

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as a different lock the unique key for

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each lock would be its prime

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factorization no two locks share a key

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no two numbers share a prime

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factorization this idea marks one of the

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greatest advances in the history of

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mathematics and will return thousands of

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years later in our story

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