Criba de Eratóstenes

Animación de la criba de Eratóstenes para números primos menores que 120. Se incluye la optimización de comenzar por los cuadrados de números primos.

La criba de Eratóstenes es un algoritmo que permite hallar todos los números primos menores que un número natural dado n. Se forma una tabla con todos los números naturales comprendidos entre 2 y n, y se van tachando los números que no son primos de la siguiente manera: Comenzando por el 2, se tachan todos sus múltiplos; comenzando de nuevo, cuando se encuentra un número entero que no ha sido tachado, ese número es declarado primo, y se procede a tachar todos sus múltiplos, así sucesivamente. El proceso termina cuando el cuadrado del mayor número confirmado como primo es mayor que n.


Proceso de criba

Determinemos, mediante el siguiente ejemplo, el proceso para determinar la lista de los números primos menores de 20.

  1. Primer paso: listar los números naturales comprendidos entre 2 y 20.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
2. Segundo paso: Se toma el primer número no rayado ni marcado, como número primo.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
3. Tercer paso: Se tachan todos los múltiplos del número que se acaba de indicar como primo.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
4. Cuarto paso: Si el cuadrado del primer número que no ha sido rayado ni marcado es inferior a 20, entonces se repite el segundo paso. Si no, el algoritmo termina, y todos los enteros no tachados son declarados primos.

Como 3² = 9 < 20, se vuelve al segundo paso:

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

En el cuarto paso, el primer número que no ha sido tachado ni marcado es 5. Como su cuadrado es mayor que 20, el algoritmo termina y se consideran primos todos los números que no han sido tachados.

Como resultado se obtienen los números primos comprendidos entre 2 y 20, y estos son: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.

Refinamiento

Un refinamiento de la criba consiste en tachar los múltiplos del k-ésimo número primo pk, comenzando por pk2 pues en los anteriores pasos se habían tachado los múltiplos de pk correspondientes a todos los anteriores números primos, esto es, 2pk, 3pk, 5pk,..., hasta (pk-1)pk. El algoritmo acabaría cuando p2k>n ya que no habría nada que tachar.[1]

Otro refinamiento consiste en generar una lista sólo con números impares (pues los números pares distintos de 2 se sabe que no son primos), e ir tachando los múltiplos de los números primos mediante incrementos de 2p, es decir, los múltiplos impares (2k+1)p de cada primo p. Esto aparece en el algoritmo original.[1]

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