Giả sử chỉ có hữu hạn số nguyên tố là p1 , p2 -., pn trong đó pn là số lớn nhất trong các số nguyên tố.
Xét số A = p1p2 - pn thì A chia cho mỗi số nguyên tố p1 ( 1 < i < n ) đều dư 1 ( 1 )
Mặt khác A là hợp số ( vì nó lớn hơn số nguyên tố lớn nhất là pn ) do đó A phải chia hết cho một số nguyên tố nào đó, tức là A chia hết cho một trong các số p1 ) 1 < i < n ) ( 2 ), mâu thuẫn với ( 1 ).
Vậy không thể có hữu hạn số nguyên tố ( đpcm )
Qua sự phân bố các nguyên tố, nhà toán học Pháp Bec - tơ - răng đưa ra dư đoán : Nếu n > 1 thì giữa n và 2n có ít nhất một số nguyên tố. Năm 1852, nhà toán học Nga Trê - bư - sếp đã chứng minh được mệnh đề này. Ông còn chứng minh được :
Nếu n > 3 thì giữa n và 2n - 2 có ít nhất một số nguyên tố. Ta cũng có mệnh đề sau : Nếu n > 5 thì giữa n và 2n có ít nhất hai số nguyên tố.