Číslo nafty - Riesel number
V matematiky , je číslo Rieselovo je liché přirozené číslo k , pro které je kompozitní všech přirozených čísel n (sekvence A101036 v OEIS ). Jinými slovy, když k je číslo Riesel, všechny členy následující sady jsou složené:
Pokud je místo toho formulář , pak k je Sierpinského číslo .
Problém s naftou
Je 509 203 nejmenší číslo nafty?
V roce 1956, Hans Rieselovo ukázal, že jsou nekonečný počet celých čísel k takové, že není prvočíslo pro jakékoliv celé číslo n . Ukázal, že číslo 509203 má tuto vlastnost, stejně jako 509203 plus jakýkoli kladný celočíselný násobek 11184810. Problém s Rieselem spočívá v určení nejmenšího čísla Rieselu . Protože nebyla nalezena žádná krycí sada pro k méně než 509203, předpokládá se , že je to nejmenší číslo nafty .
Chcete -li zkontrolovat, zda existuje k <509203, projekt Riesel Sieve (analogický s čísly Seventeen nebo Bust pro čísla Sierpinski ) začal se 101 kandidáti k . V březnu 2021 bylo 56 z těchto k odstraněno společností Riesel Sieve, PrimeGrid nebo externími osobami. Zbývajících 45 hodnot k , které poskytly pouze složená čísla pro všechny dosud testované hodnoty n , jsou
- 23669, 31859, 38473, 46663, 67117, 74699, 81041, 93839, 97139, 107347, 121889, 129007, 143047, 161669, 206039, 206231, 215443, 226153, 234343, 245561, 250027, 315929, 319511, 3240 327671, 336839, 342847, 344759, 362609, 363343, 364903, 365159, 368411, 371893, 384539, 386801, 397027, 409753, 444637, 470173, 474491, 477583, 485557, 494743.
Nejnovější eliminace proběhla v březnu 2021, kdy Ryan Propper zjistil, že hlavní je 192971 × 2 14773498-1 . Toto číslo je dlouhé 4 447 272 číslic.
V září 2021 PrimeGrid prohledal zbývající kandidáty až n = 11 900 000.
Známá čísla Riesel
Pořadí aktuálně známých čísel Riesel začíná:
- 509203, 762701, 777149, 790841, 992077, 1106681, 1247173, 1254341, 1330207, 1330319, 1715053, 1730653, 1730681, 1744117, 1830187, 1976473, 2136283, 2251349, 2313487, 2344211, 25 v OEIS )
Krycí sada
Číslo může být ukázáno jako číslo Riesel vystavením krycí sady : množina prvočísel, která rozdělí jakýkoli člen sekvence, takzvaně proto, že se říká, že „pokrývá“ tuto sekvenci. Jediné osvědčené počty dieselových motorů pod jeden milion mají následující sady:
- má krycí sadu {3, 5, 7, 13, 17, 241}
- má krycí sadu {3, 5, 7, 13, 17, 241}
- má krycí sadu {3, 5, 7, 13, 19, 37, 73}
- má krycí sadu {3, 5, 7, 13, 19, 37, 73}
- má krycí sadu {3, 5, 7, 13, 17, 241}.
Nejmenší n, pro které k · 2 n - 1 je prvočíslo
Zde je posloupnost pro k = 1, 2, .... Je definována následovně: je nejmenší n ≥ 0 taková, která je primární, nebo -1, pokud žádná taková prvočíslo neexistuje.
- 2, 1, 0, 0, 2, 0, 1, 0, 1, 1, 2, 0, 3, 0, 1, 1, 2, 0, 1, 0, 1, 1, 4, 0, 3, 2, 1, 3, 4, 0, 1, 0, 2, 1, 2, 1, 1, 0, 3, 1, 2, 0, 7, 0, 1, 3, 4, 0, 1, 2, 1, 1, 2, 0, 1, 2, 1, 3, 12, 0, 3, 0, 2, 1, 4, 1, 5, 0, 1, 1, 2, 0, 7, 0, 1, ... (sekvence A040081 v OEIS ). První neznámé n je pro to k = 2293.
Související sekvence jsou OEIS : A050412 ( nepovolující n = 0), pro liché k s viz OEIS : A046069 nebo OEIS : A108129 ( nepovolující n = 0)
Současně Riesel a Sierpiński
Číslo může být současně Riesel a Sierpiński . Říká se jim Brierova čísla. Pět nejmenších známých příkladů je 3316923598096294713661, 10439679896374780276373, 11615103277955704975673, 12607110588854501953787, 17855036657007596110949, ... ( A076335 ).
Problém duálního Riesela
Tyto duální čísla Rieselovo jsou definovány jako lichá přirozená čísla K tak, že | 2 n - k | je složený pro všechna přirozená čísla n . Existuje domněnka, že množina těchto čísel je stejná jako sada čísel Riesel. Například | 2 n - 509203 | je složený pro všechna přirozená čísla n a 509203 se předpokládá, že je nejmenší duální číslo Riesel.
Nejmenší n, kde 2 n - k je prvočíslo, je (pro lichá k s a tato posloupnost vyžaduje, aby 2 n > k )
- 2, 3, 3, 39, 4, 4, 4, 5, 6, 5, 5, 6, 5, 5, 5, 7, 6, 6, 11, 7, 6, 29, 6, 6, 7, 6, 6, 7, 6, 6, 6, 8, 8, 7, 7, 10, 9, 7, 8, 9, 7, 8, 7, 7, 8, 7, 8, 10, 7, 7, 26, 9, 7, 8, 7, 7, 10, 7, 7, 8, 7, 7, 7, 47, 8, 14, 9, 11, 10, 9, 10, 8, 9, 8, 8, ... (sekvence A096502 v OEIS )
Lichá k s, která k - 2 n jsou všechna složená pro všechna 2 n < k ( čísla de Polignac ) jsou
- 1, 127, 149, 251, 331, 337, 373, 509, 599, 701, 757, 809, 877, 905, 907, 959, 977, 997, 1019, 1087, 1199, 1207, 1211, 1243, 1259, 1271, 1477, ... (sekvence A006285 v OEIS )
Neznámé hodnoty k s jsou (pro které 2 n > k )
- 1871, 2293, 25229, 31511, 36971, 47107, 48959, 50171, 56351, 63431, 69427, 75989, 81253, 83381, 84491, ...
Číslo základny nafty b
Je možné zobecnit problém se vznětovým motorem na celočíselnou základnu b ≥ 2. A Základna b motorového čísla b je kladné celé číslo k takové, že gcd ( k - 1, b - 1) = 1. (pokud gcd ( k - 1, b - 1) )> 1, pak gcd ( k -1, b -1) je triviální faktor k × b n -1 (Definice triviálních faktorů pro dohady: Každá a každá n -hodnota má stejný faktor)) Pro každé celé číslo b ≥ 2, existuje nekonečně mnoho Rieselových čísel b .
Příklad 1: Všechna čísla shodná s 84687 mod 10124569 a neodpovídající 1 mod 5 jsou čísla Riesel základ 6, kvůli krycí sadě {7, 13, 31, 37, 97}. Kromě toho tato k nejsou triviální, protože gcd ( k + 1, 6 - 1) = 1 pro tato k . ( Dohady o Rieselově základně 6 nejsou prokázány, má 3 zbývající k , konkrétně 1597, 9582 a 57492)
Příklad 2: 6 je číslo Riesel pro všechny báze b shodné s 34 mod 35, protože pokud b je shodné s 34 mod 35, pak 6 × b n - 1 je dělitelné 5 pro všechny sudé n a dělitelné 7 pro všechny liché n . Kromě toho 6 není triviální k v těchto základnách b, protože gcd (6 - 1, b - 1) = 1 pro tyto báze b .
Příklad 3: Všechny čtverce k shodné s 12 mod 13 a nesouhlasné s 1 mod 11 jsou Riesel čísla základna 12, protože pro všechna taková k , k × 12 n - 1 má algebraické faktory pro všechna sudá n a dělitelná 13 pro všechny liché n . Kromě toho tato k nejsou triviální, protože gcd ( k + 1, 12 - 1) = 1 pro tato k . (Dohady o Riesel base 12 jsou prokázány)
Příklad 4: Pokud k je mezi násobkem 5 a násobkem 11, pak k × 109 n - 1 je dělitelné buď 5 nebo 11 pro všechna kladná celá čísla n . Prvních několik takových k je 21, 34, 76, 89, 131, 144, ... Všechna tato k <144 jsou však také triviální k (tj. Gcd ( k - 1, 109 - 1) není 1). Nejmenší základna Rieselova čísla 109 je tedy 144. (Dohady o Rieselově základně 109 nejsou prokázány, ale zbývá jedno k , konkrétně 84)
Příklad 5: Pokud k je čtverec, pak k × 49 n - 1 má algebraické faktory pro všechna kladná celá čísla n . Prvních několik kladných čtverců je 1, 4, 9, 16, 25, 36, ... Všechna tato k <36 jsou však také triviální k (tj. Gcd ( k - 1, 49 - 1) není 1). Nejmenší základna 49 čísla nafty je tedy 36. (Dohad o bázi Riesel 49 je prokázán)
Chceme najít a dokázat nejmenší základnu bionetových čísel b pro každé celé číslo b ≥ 2. Je to domněnka, že pokud k je základna pro biesové číslo b , pak platí alespoň jedna ze tří podmínek:
- Všechna čísla tvaru k × b n - 1 mají faktor v nějaké krycí množině. (Například b = 22, k = 4461, pak všechna čísla tvaru k × b n - 1 mají faktor v krycí sadě: {5, 23, 97})
- k × b n - 1 má algebraické faktory. (Například b = 9, k = 4, pak k × b n - 1 lze započítat do (2 × 3 n - 1) × (2 × 3 n + 1))
- U některých n mají čísla ve tvaru k × b n - 1 faktor v nějaké krycí množině; a pro všechna ostatní n má k × b n - 1 algebraické faktory. (Například b = 19, k = 144, pak pokud n je liché, pak k × b n - 1 je dělitelné 5, je -li n sudé, pak lze k × b n - 1 započítat do (12 × 19 n /2 - 1) × (12 × 19 n /2 + 1))
V následujícím seznamu uvažujeme pouze ta kladná celá čísla k taková, že gcd ( k - 1, b - 1) = 1 a celé celé n musí být ≥ 1.
Poznámka: k -hodnoty, které jsou násobkem b a kde k −1 není primární, jsou zahrnuty do dohadů (a zahrnuty do zbývajícího k s červenou barvou, pokud pro tyto k -hodnoty nejsou známy žádné prvočísla ), ale vyloučeny z testování ( Nikdy tedy nebude k „největších 5 nalezených prvočísel“), protože takové hodnoty k budou mít stejnou prvočíslo jako k / b .
| b | domnělý nejmenší Riesel k | pokrývající množinu / algebraické faktory | zbývající k bez známých prvočísel (červená označuje k -hodnoty, které jsou násobkem b a k −1 není primární) | počet zbývajících k bez známých prvočísel (kromě červených k s) |
testovací limit n (bez červeného k s) |
nalezeno 5 největších prvočísel (kromě červených k s) |
| 2 | 509203 | {3, 5, 7, 13, 17, 241} | 2293, 4586 , 9172 , 9221, 18344 , 18442 , 23669, 31859, 36688 , 36884 , 38473, 46663, 47338 , 63718 , 67117, 73376 , 73768 , 74699, 76946 , 81041, 93326 , 93839, 94676 , 97139, 107347, 121889, 127436 , 129007, 134234 , 143047, 146561, 146752 , 147536 , 149398 , 153892 , 161669, 162082 , 186652 , 187678 , 189352 , 192971, 194278 , 206039, 206231, 214694 , 215443, 226153, 234343, 243778 , 245561, 250027, 254872 , 258014 , 268468 , 286094 , 293122 , 293504 , 295072 , 298796 , 307784 , 315929, 319511, 323338 , 324011, 324164 , 325123, 327671, 336839, 342847, 344759, 351134, 362609, 3633 368411, 371893, 373304 , 375356 , 378704 , 384539, 385942 , 386801, 388556 , 397027, 409753, 412078 , 412462 , 429388 , 430886 , 444637, 452306 , 468686 , 470173, 474491, 477583, 478214, 485557, 487556 , 491122 , 494743, 500054 | 49 | k = 351134 a 478214 při n = 4,7M, k = 342847 a 444637 při n = 10M. PrimeGrid v současné době prohledává všechna ostatní k s n > 8,9 mil | 273809 × 2 8932416 -1 502573 × 2 7181987 −1 402539 × 2 7173024 −1 40597 × 2 6808509 −1 304207 × 2 6643565 −1 |
| 3 | 63064644938 | {5, 7, 13, 17, 19, 37, 41, 193, 757} | 3677878, 6793112, 10463066, 10789522, 11033634 , 16874152, 18137648, 20379336 , 21368582, 29140796, 31064666, 31389198 , 32368566 , 33100902 , 38394682, 40175404, 40396658, 50622456 , 51672206, 52072432, 54412944 , 56244334, 59077924, 59254534, 61138008 , 62126002, 62402206, 64105746 , 65337866, 71248336, 87422388 , 88126834, 93193998 , 94167594 , 94210372, 97105698 , 97621124, 99302706 , ... | 150322 | k = 3677878 při n = 5M, 4M < k ≤ 2,147G při n = 900K, 2,147G < k ≤ 6G při n = 500K, 6G < k ≤ 10G při n = 225K, 10G < k ≤ 25G při n = 100K, 25G < k ≤ 55G při n = 50K, 55G < k ≤ 60G při n = 100K, 60G < k ≤ 63G při n = 50K, k > 63G při n = 500K | 756721382 × 3 899698 −1 1552470604 × 3 896735 −1 698408584 × 3 891823 −1 1237115746 × 3 879941 −1 10691528 × 3 877546 −1 |
| 4 | 9 | 9 × 4 n - 1 = (3 × 2 n - 1) × (3 × 2 n + 1) | žádný (prokázaný) | 0 | - | 8 × 4 1 −1 6 × 4 1 −1 5 × 4 1 −1 3 × 4 1 −1 2 × 4 1 −1 |
| 5 | 346802 | {3, 7, 13, 31, 601} | 3622, 4906, 18110 , 23906, 24530 , 26222, 35248, 52922, 63838, 64598, 68132, 71146, 76354, 81134, 88444, 90550 , 92936, 102818, 102952, 109238, 109862, 119530 , 122650 , 127174, 131110 , 131848, 134266, 136804, 143632, 145462, 145484, 146756, 147844, 151042, 152428, 154844, 159388, 164852, 170386, 170908, 176240 , 177742, 179080 , 182398, 187916, 189766, 190334, 195872, 2017 206894, 213988, 231674, 239062, 239342, 246238, 248546, 259072, 264610 , 265702, 267298, 271162, 273662, 285598, 285728, 298442, 304004, 313126, 318278, 319190 , 322498, 322990 , 325922, 335414, 338866, 340660 | 62 | PrimeGrid v současné době testuje n> 3M | 109838 × 5 3168862 -1 207494 × 5 3017502 -1 |
| 6 | 84687 | {7, 13, 31, 37, 97} | 1597, 9582 , 57492 | 1 | 5 mil | 36772 x 6 1723287 -1 43994 x 6 569498 -1 77743 x 6 560745 -1 51017 x 6 528803 -1 57023 x 6 483561 -1 |
| 7 | 408034255082 | {5, 13, 19, 43, 73, 181, 193, 1201} | 315768, 1356018, 1620198, 2096676, 2210376 , 2494112, 2539898, 2631672, 3423408, 3531018, 3587876, 3885264, 4322834, 4326672, 4363418, 4382984, 4635222, 4780002, 4870566, 495088 6463028, 6544614, 6597704, 7030248, 7115634, 7320606, 7446728, 7553594, 8057622, 8354966, 8389476, 8640204, 8733908, 8737902, 9012942 , 9492126, 9761156, 9829784, 9871172, ... | 8391 k s ≤ 500M | k ≤ 2M při n = 350K, 2M < k ≤ 110M při n = 150K, 110M < k ≤ 500M při n = 25K | 328226 x 7 298243 -1 623264 x 7 240060 -1 1365816 x 7 232094 -1 839022 x 7 190538 -1 29.142.942 x 7 149201 -1 |
| 8 | 14 | {3, 5, 13} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 11 × 8 18 −1 5 × 8 4 −1 12 × 8 3 −1 7 × 8 3 −1 2 × 8 2 −1 |
| 9 | 4 | 4 × 9 n - 1 = (2 × 3 n - 1) × (2 × 3 n + 1) | žádný (prokázaný) | 0 | - | 2 × 9 1 −1 |
| 10 | 10176 | {7, 11, 13, 37} | 4421 | 1 | 1,72 mil | 7019 × 10 881309 −1 8579 × 10 373260 −1 6665 × 10 60248 −1 1935 × 10 51836 −1 1803 × 10 45882 −1 |
| 11 | 862 | {3, 7, 19, 37} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 62 × 11 26202 −1 308 × 11 444 −1 172 × 11 187 −1 284 × 11 186 −1 518 × 11 78 −1 |
| 12 | 25 | {13} pro liché n , 25 × 12 n - 1 = (5 × 12 n /2 - 1) × (5 × 12 n /2 + 1) pro sudé n | žádný (prokázaný) | 0 | - | 24 × 12 4 −1 18 × 12 2 −1 17 × 12 2 −1 13 × 12 2 −1 10 × 12 2 −1 |
| 13 | 302 | {5, 7, 17} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 288 × 13 109217 −1 146 × 13 30 −1 92 × 13 23 −1 102 × 13 20 −1 300 × 13 10 −1 |
| 14 | 4 | {3, 5} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 2 × 14 4 −1 3 × 14 1 −1 |
| 15 | 36370321851498 | {13, 17, 113, 211, 241, 1489, 3877} | 381714, 3347624, 3889018, 4242104, 4502952, 5149158, 5237186, 5255502, 5725710 , 5854146, 7256276, 8524154, 9105446, 9535278, 9756404, ... | 14 k s ≤ 10M | k ≤ 10M při n = 200K | 937474 × 15 195209 −1 9997886 × 15 180302 −1 8168814 × 15 158596 −1 300870 × 15 156608 −1 940130 × 15 147006 −1 |
| 16 | 9 | 9 × 16 n - 1 = (3 × 4 n - 1) × (3 × 4 n + 1) | žádný (prokázaný) | 0 | - | 8 × 16 1 −1 5 × 16 1 −1 3 × 16 1 −1 2 × 16 1 −1 |
| 17 | 86 | {3, 5, 29} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 44 × 17 6488 −1 36 × 17 243 −1 10 × 17 117 −1 26 × 17 110 −1 58 × 17 35 −1 |
| 18 | 246 | {5, 13, 19} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 151 × 18 418 −1 78 × 18 172 −1 50 × 18 110 −1 79 × 18 63 −1 237 × 18 44 −1 |
| 19 | 144 | {5} pro liché n , 144 × 19 n - 1 = (12 × 19 n /2 - 1) × (12 × 19 n /2 + 1) pro sudé n | žádný (prokázaný) | 0 | - | 134 × 19 202 −1 104 × 19 18 −1 38 × 19 11 −1 128 × 19 10 −1 108 × 19 6 −1 |
| 20 | 8 | {3, 7} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 2 × 20 10 −1 6 × 20 2 −1 5 × 20 2 −1 7 × 20 1 −1 3 × 20 1 −1 |
| 21 | 560 | {11, 13, 17} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 64 × 21 2867 −1 494 × 21 978 −1 154 × 21 103 −1 84 × 21 88 −1 142 × 21 48 −1 |
| 22 | 4461 | {5, 23, 97} | 3656 | 1 | 2 mil | 3104 × 22 161188 −1 4001 × 22 36614 −1 2853 × 22 27975 −1 1013 × 22 26067 −1 4118 × 22 12347 −1 |
| 23 | 476 | {3, 5, 53} | 404 | 1 | 1,35 mil | 194 × 23 211140 −1 134 × 23 27932 −1 394 × 23 20169 −1 314 × 23 17268 −1 464 × 23 7548 −1 |
| 24 | 4 | {5} pro liché n , 4 × 24 n - 1 = (2 × 24 n /2 - 1) × (2 × 24 n /2 + 1) pro sudé n | žádný (prokázaný) | 0 | - | 3 × 24 1 −1 2 × 24 1 −1 |
| 25 | 36 | 36 × 25 n - 1 = (6 × 5 n - 1) × (6 × 5 n + 1) | žádný (prokázaný) | 0 | - | 32 × 25 4 −1 30 × 25 2 −1 26 × 25 2 −1 12 × 25 2 −1 2 × 25 2 −1 |
| 26 | 149 | {3, 7, 31, 37} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 115 × 26 520277 −1 32 × 26 9812 −1 73 × 26 537 −1 80 × 26 382 −1 128 × 26 300 −1 |
| 27 | 8 | 8 × 27 n - 1 = (2 × 3 n - 1) × (4 × 9 n + 2 × 3 n + 1) | žádný (prokázaný) | 0 | - | 6 × 27 2 −1 4 × 27 1 −1 2 × 27 1 −1 |
| 28 | 144 | {29} pro liché n , 144 × 28 n - 1 = (12 × 28 n /2 - 1) × (12 × 28 n /2 + 1) pro sudé n | žádný (prokázaný) | 0 | - | 107 × 28 74 −1 122 × 28 71 −1 101 × 28 53 −1 14 × 28 47 −1 90 × 28 36 −1 |
| 29 | 4 | {3, 5} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 2 × 29136 −1 |
| 30 | 1369 | {7, 13, 19} pro liché n , 1369 × 30 n - 1 = (37 × 30 n /2 - 1) × (37 × 30 n /2 + 1) pro sudé n | 659, 1024 | 2 | 500 tis | 239 × 30 337990 −1 249 × 30 199355 −1 225 × 30 158755 −1 774 × 30 148344 −1 25 × 30 34205 −1 |
| 31 | 134718 | {7, 13, 19, 37, 331} | 6962, 55758 | 2 | 1 mil | 126072 × 31 374323 −1 43902 × 31 251859 −1 55940 × 31 197599 −1 101022 × 31 133208 −1 37328 × 31 129973 −1 |
| 32 | 10 | {3, 11} | žádný (prokázaný) | 0 | - | 3 × 32 11 −1 2 × 32 6 −1 9 × 32 3 −1 8 × 32 2 −1 5 × 32 2 −1 |
Předpokládaná nejmenší základna čísla nafty n jsou (začněte n = 2)
- 509203, 63064644938, 9, 346802, 84687, 408034255082, 14, 4, 10176, 862, 25, 302, 4, 36370321851498, 9, 86, 246, 144, 8, 560, 4461, 476, 4, 36, 149, 8, 144, 4, 1369, 134718, 10, 16, 6, 287860, 4, 7772, 13, 4, 81, 8, 15137, 672, 4, 22564, 8177, 14, 3226, 36, 16, 64, 900, 5392, 4, 6852, 20, 144, 105788, 4, 121, 13484, 8, 187258666, 9, ... (sekvence A273987 v OEIS )
Viz také
Reference
Prameny
- Chlap, Richard K. (2004). Nevyřešené problémy v teorii čísel . Berlín: Springer-Verlag . p. 120. ISBN 0-387-20860-7.
- Ribenboim, Paulo (1996). Nová kniha záznamů prvočísel . New York: Springer-Verlag . s. 357 –358. ISBN 0-387-94457-5.