今、素数が有限個であると仮定する(例えば、n個であったとする。)
それぞれの素数に名前をつけて、小さい順にa1,a2,…anと呼ぶことにする。
(例えば、a1=2,a2=3,a3=5…のようにする。)
ここで、bとして
b=(a1×a2×a3×…an)+1
を考えると
bはa1からanのどれをも因数に持たない(つまり、a1からanのどの数でも割れない)。素数で割れなければ、それの組み合わせであるほかの数でも割れないから、bは1とb以外に因数を持たない。すなわち、bは素数である。これは、仮定に矛盾する。よって、素数は無限にある。