El método Criba de Eratóstenes es un algoritmo matemático que se utiliza para encontrar todos los números primos menores que un número determinado. Este sistema fue desarrollado por el matemático griego Eratóstenes hace más de 2.000 años.
Un número primo es un número natural mayor que 1 que tiene únicamente dos divisores: 1 y él mismo. Por ejemplo, el número 2 es primo, ya que solo es divisible entre 1 y 2. El número 4, por otro lado, no es primo, porque es divisible entre 1, 2 y 4.
En general, el método Criba de Eratóstenes es una forma eficiente de encontrar todos los números primos menores que un número determinado. Para ello, se emplea una lista de números y se van tachando todos los múltiplos de los números primos que se van encontrando. Al final del proceso, los números que no han sido tachados son los números primos.
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¿Cómo funciona la Criba de Eratóstenes?
La criba de Eratóstenes es un concepto poderoso que se puede usar para encontrar muchos números primos con relativa rapidez y facilidad. Funciona con un principio simple: cualquier múltiplo de un número primo no puede ser un número primo. Por ejemplo, dado que 3 es primo, 6, 9, 12, 15 y todos los demás múltiplos de 3 no pueden ser números primos.
Al tratar de identificar números primos entre dos números enteros dados o al buscar nuevos números primos, todos los múltiplos de números primos pueden descontarse incluso antes de que comience la búsqueda.
La Criba de Eratóstenes funciona como un filtro, eliminando los múltiplos de todos los números primos anteriores de la lista de números para que no se pierda tiempo probándolos.
Para comprender mucho mejor este método, es necesario utilizar un ejemplo práctico. Veamos a continuación como encontrar todos los números primos menores a 20 del siguiente modo:
- Escribe una lista de números desde 2 hasta 20: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.
- Borra todos los múltiplos de 2: 2, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19.
- Elimina todos los múltiplos de 3: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.
- Omite todos los múltiplos de 5: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.
- Tacha todos los múltiplos de 7: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.
Los números que no han sido tachados son primos: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.
Ejemplos prácticos para encontrar números primos usando la Criba de Eratóstenes
En comparación con otros métodos para encontrar números primos, la criba de Eratóstenes es rápida y fácil de usar. Especialmente cuando no se dispone de computadoras. Para el proceso, no se requiere división, multiplicación ni factores de búsqueda.
En cualquier caso, la criba elimina rápidamente los números que definitivamente no son primos. El concepto de este método se basa en el hecho de que cada número se puede dividir en factores. Luego, esos factores se pueden dividir, si es necesario, hasta que solo queden los factores primos.
Esto se llama factorización prima de un número. Dicho proceso indica que todos los números no primos tienen un conjunto único de factores primos.
En otras palabras, todo número no primo tiene un primo como factor. Después de identificar un número primo, todos sus múltiplos pueden asumirse automáticamente como no primos. La Criba de Eratóstenes es un método para eliminarlos. Como ejemplo, se pueden considerar los números primos entre 1 y 30:
Lo primero que debes entender es que los números primos son los que se dividen entre el número 1 y entre sí mismos. Teniendo esto claro, usemos la Criba de Eratóstenes como ejemplo:
- Dibuja una tabla con los números desde el 1 hasta el 30.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
- Después, marca el número 2 como un número primo y elimina todos los múltiplos de 2 de la lista.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
- Luego, considera el siguiente número sin marcar, que es el 3, como un número primo y tacha todos sus múltiplos de la lista.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
- Seguidamente, elimina de la lista todos los múltiplos de 5 sin marcar el 5. En este caso es simple, solo tienes que quitar los números que terminan en 5 y 0.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
- Finalmente, el siguiente paso es encontrar los múltiplos de 7 que ya fueron eliminados con anterioridad al tachar los múltiplos de 2 y 3 (14 y 21).
Después de este proceso, tenemos que los números primos entre 2 y 30 son: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29.
¿Qué aplicaciones tiene la Criba de Eratóstenes en la cotidianeidad?
Aunque puede parecer que este algoritmo no tiene muchas aplicaciones prácticas en la vida diaria, en realidad tiene varias aplicaciones importantes.
Una de las aplicaciones más comunes de la Criba de Eratóstenes es en la criptografía. Los números primos juegan un papel fundamental en la seguridad de muchos sistemas de cifrado. Por ello, la Criba de Eratóstenes es una herramienta útil para encontrar y generar números primos.
Otra aplicación relevante de la Criba de Eratóstenes es en la factorización de números. Si se desea encontrar los factores de un número grande, es posible utilizar la Criba de Eratóstenes para determinar qué números primos dividen ese número. Esto puede ser útil para resolver problemas matemáticos o para analizar la estructura de un número.
Además, la Criba de Eratóstenes es usada en algoritmos de optimización y en la investigación de conjuntos de datos. Por ejemplo, puede ser empleada para encontrar patrones o tendencias en grandes conjuntos de datos numéricos.
En general, aunque la criba de Eratóstenes es un algoritmo matemático muy simple, tiene muchas aplicaciones prácticas en la vida diaria.
¿Cómo explicar la Criba de Eratóstenes a un niño?
Aunque puede parecer un tema complejo, se puede explicar de manera sencilla a los niños usando ejemplos y juegos. A continuación, se presentan algunas ideas para explicar la criba de Eratóstenes a los niños:
- Comienza por explicar qué son los números primos
- Ayuda a los niños a comprender cómo se utiliza la criba de Eratóstenes para encontrar números primos. Una manera de hacerlo es emplear un juego de eliminación. Por ejemplo, que los niños eliminen todos los múltiplos de 2 de una lista de números del 2 al 30. Luego, pueden eliminar todos los múltiplos de 3 y así sucesivamente. Los números que queden sin eliminar son los números primos.
- Para hacer el concepto más interesante para los niños, pueden jugar a buscar números primos en diferentes contextos. Por ejemplo, pueden buscar números primos en la fecha de cumpleaños de sus amigos o en el número de la casa en la que viven.
Para reforzar el concepto, es válido hacer que los niños practiquen encontrando números primos usando la criba de Eratóstenes en diferentes intervalos de números. Con estas actividades, los niños pueden aprender de manera divertida sobre la criba de Eratóstenes y comprender su importancia en la matemática y en la vida diaria.
Historia del método Criba de Eratóstenes
Eratóstenes fue un matemático y astrónomo griego que vivió en el siglo III a.C. En realidad, es conocido por sus importantes aportes a la matemática y la ciencia, incluyendo el método Criba de Eratóstenes.
Este gran personaje vivió durante una época de rica experimentación y curiosidad intelectual. Esta era helenística vio la expansión de la ciencia y la filosofía griegas en todo el mundo occidental.
Académicos y científicos de todas partes se congregaron en nuevas bibliotecas y escuelas para debatir, discutir y aprender unos de otros. Eratóstenes usó muchas de estas ideas como base para una gran cantidad de descubrimientos matemáticos. Uno de estos descubrimientos fue el Tamiz de Eratóstenes.
Eratóstenes era el bibliotecario de la Biblioteca de Alejandría, una de las más relevantes instituciones de investigación y enseñanza de la época. Durante su tiempo como bibliotecario, Eratóstenes desarrolló el método Criba de Eratóstenes. Este método es uno de los mejores cuando se requiere ubicar números primos inferiores a un número en particular.
El procedimiento Criba de Eratóstenes ha sido utilizado desde entonces como una herramienta fundamental en la matemática. Gracias a esto, es aplicable en ámbitos, desde la criptografía hasta la investigación en matemáticas. Aunque hay métodos más rápidos para encontrar números primos, el método Criba de Eratóstenes sigue siendo una forma efectiva y empleada ampliamente.