謝爾賓斯基數

謝爾賓斯基數

謝爾賓斯基數問題是處理符合如下形式的數字: N = k * 2^n + 1 (對於奇數 k 和 n > 1) 具有這樣形式的數字被稱為普羅斯數 (Proth numbers) 。對於一個特定的值 k , 取任意的 n 都可以使 N 成為一個合數 (Composite numbers) 那么這個 k 就可以稱為是一個謝爾賓斯基數 (Sierpinski number) 。謝爾賓斯基問題本身是: “什麼是最小的謝爾賓斯基數?” 。

約翰·塞爾弗里奇 (John Selfridge) 40年前曾經證明 k=78557 是一個謝爾賓斯基數。 大多數數學家相信它就是最小的,但這一點還未得到證明。為了證明它,我們所需要做的就是證明每個更小的 k 都不是謝爾賓斯基數——也就是說,要對每一個 k<78557 找到一個 n,使得 N=k*(2^n)+1 是素數。

簡介,難題,

簡介

人們在研究費爾馬數Fn=2^2^n+1的因子k*2^m+1時,不知道這種形狀的素數究竟有多少個,如果將m固定,則k*2^m+1是以2^m為公差的等差級數,根據狄利赫萊定理知,它有無窮多個素數。那么當k固定,數列k*2^m+1是否也有無窮多個素數呢?斯塔克構造了一個數k=2935363331541925531,使得對於任意一個自然數m,k*2^m+1都是合數。早在1960年,波蘭數學家謝爾賓斯基一般性地證明了:存在無窮多個正奇數k,使得k*2^m+1都是合數。人們稱這樣的數k為謝爾賓斯基數。

難題

圍繞這謝爾賓斯基數有兩個熱門的難題未解決:
(1)是否存在謝爾賓斯基數k,使得對於任何s個素數p1,p2,...ps,都存在一個自然數m,使得k*2^m+1與p1p2...ps互素?
(2)尋找最小的謝爾賓斯基數k0,即,求出最小的正奇數k0,使得k0*2^m+1對於每一個自然數m都是合數。
關於問題(2)有如下一些結論:
1962年數學家賽爾弗利奇發現下面兩個重要事實:1。形如78557*2^m+1的數總能被3,5,7,13,19,37,73之一整除,即78557是謝爾賓斯基數;2。對於k<383,必存在形如k*2^m+1素數,即當k<383時,不存在謝爾賓斯基數,這兩個結論表明:最小謝爾賓斯基數k0滿足:
383=<k0=<78557
1983年,傑斯基在賽爾弗利奇的基礎上又作了深入的研究,在小於78557的自然數中尋找到91個謝爾賓斯基數,其中最小的一個是3061,於是,有:383=<k0=<3061
最小謝爾賓斯基數的範圍被大大地縮小了。

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