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梅森公式求解过程(梅森素数的计算及验证)

阅读:(97)     2024-05-14 15:51:37

梅森素数计算公式

3*5/3.8*7/5.8*11/9.8*13/11.8*......*P/(P-1.2)-1=M,P是梅森数的指数,M是P以下的梅森素数的个数。

以下是计算的数值与实际数的情况:

指数5,计算2.947,实际3 ,误差0.053;

指数7,计算3.764,实际4 ,误差 0.236;

指数13,计算4.891,实际5,误差0.109;

指数17,计算5.339,实际6,误差0.661;

指数19,计算5.766,实际7,误差1.234;

指数31,计算6.746,实际8,误差1.254;

指数61,计算8.445,实际9,误差0.555;

指数89,计算9.201,实际10,误差0.799;

指数107,计算9.697,实际11,误差1.303;

指数127,计算10.036 ,实际12,误差1.964;

指数521,计算13.818,实际13,误差-0.818;

指数607,计算14.259,实际14,误差-0.259;

指数1279,计算16.306,实际15,误差-1.306;

指数2203,计算17.573,实际16,误差-1.573;

指数2281,计算17.941,实际17,误差-0.941;

这个公式是根据梅森素数的分布规律得出的。万数1为首,1被除外了,所以要减去1。在不考虑重叠问题,应该P减1就可以了,这里已考虑重叠问题,所以就P减1.2。在梅森数的指数渐渐增大,1.2是否合适,还要等实际检验。

所有的奇素数都是准梅森数(2^n-1)的因子数,则梅森合数的因子数是只有素数中的一部份。在2^n-1的数列中,一个素数作为素因子第一次出现在指数n的数中,这个素数作为因子数在2^n-1数列中就以n为周期出现。在这种数列中指数是偶数的都等于3乘以四倍金字塔数。在2^n-1数列中,指数大于6的,除梅森素数外,都有新增一个或一个以上的素数为因子数,新增的因子数减1能被这个指数整除。

一个梅森合数的因子数只有唯一一次出现在一个梅森合数中。一个是梅森素数的素数,它永远不是梅森合数的因子数。一个是前面的梅森合数的因子数的素数,它永远不会是后面的梅森合数的因子数。所有梅森合数的因子数减1都能被这个梅森合数的指数整除,商是偶数。一个素数在不是梅森合数的准梅森数中第一次以因子数出现,这个素数减1能被这个准梅森数的指数整除,商不一定是偶数。在指数n是无限多的2^n-1数列中梅森数和梅森素数只占其中的很少比例。

试证梅森素数

根据费马小定理,每一个奇素数都会以素因子出现在2^n-1数列中,只不过有些提前出现,有些最后出现。只有梅森素数是最早出现在这个数列中的。其他有素数都不会最早出现,最迟出现的素数是在本数减1的数中,也就是费马小定理的地方。

每一个奇素数都十分有规律作为因子数出现在2^n-1数列中,一个素数第一次出现在2^n-1数中(包括梅森素数),这个素数就以n为周期反复出现在2^n-1数列中,如3第一次出现在n=2中,指数能被2整除的都有3的因子数;7第一次出现在n=3,指数能被3整除的都有7的因子数;5第一次出现在n=4中,指数能被4整除都有5的因子数。一个素数出现在2^n-1数列n中,不管n是素数不是素数,只要用小于n的全部奇素数去筛,指数n都在其中。如果是合数与前面的素数是重叠的,所以不用重筛了。

要筛完2^n-1数列中所有数因子,必需用少于或等于2^n-1平方根以内的所有素数去筛,这样剩下没有筛的就是梅森素数了。2^n-1的数列是无限多的,无限多的自然数任你筛多少次的几分之一,永远是无限多的,所以梅森素数是无限多的。

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