Псевдопростые числа Ферма

В теории чисел псевдопростые числа Ферма составляют наиболее важный класс псевдопростых чисел , возникший из малой теоремы Ферма .

Определение

Маленькая теорема Ферма утверждает, что если p простое и a взаимно просто с p , то a ^{р -1} − 1 делится на p . Для положительного целого числа a , если составное целое число x делит a ^{х -1} − 1, то x называется псевдопростым числом Ферма по основанию a . Другими словами, составное целое число является псевдопростым числом Ферма по основанию a, если оно успешно проходит тест на простоту Ферма по основанию a . Ложное утверждение о том, что все числа, которые проходят тест на простоту Ферма по основанию 2, являются простыми, называется китайской гипотезой .

Наименьшее псевдопростое число Ферма по основанию 2 — 341. Это не простое число, поскольку оно равно 11 · 31, но оно удовлетворяет малой теореме Ферма: 2 ³⁴⁰ ≡ 1 (по модулю 341) и, таким образом, проходит Тест Ферма на простоту по основанию 2.

Псевдопростые числа по основанию 2 иногда называют числами Сарруса , в честь П. Ф. Сарруса, обнаружившего, что 341 обладает этим свойством, числами Пуле , в честь П. Пуле, составившего таблицу таких чисел, или ферматианами (последовательность A001567 в OEIS ).

Псевдопростое число Ферма часто называют псевдопростым , имея в виду модификатор Ферма .

Целое число x , которое является псевдопростым числом Ферма для всех значений a , взаимно простых с x, называется числом Кармайкла .

Свойства

Распространение

Существует бесконечно много псевдопростых чисел по любому основанию a > 1. В 1904 году Чиполла показал, как получить бесконечное количество псевдопростых чисел по основанию a > 1: пусть A = ( a ^п - 1)/( a - 1) и пусть B = ( a ^п + 1)/( a + 1), где p — простое число, не делящее a ( a ² - 1). Тогда n = AB составное число и псевдопростое число по основанию a . Например, если a = 2 и p = 5, то A = 31, B = 11 и n = 341 — псевдопростое число по основанию 2.

В действительности существует бесконечно много сильных псевдопростых чисел по любому основанию больше 1 (см. теорему 1 ) и бесконечно много чисел Кармайкла, но они сравнительно редки. Существует три псевдопростых числа с основанием 2 ниже 1000, 245 ниже миллиона и 21853 меньше 25·10. ⁹ . Ниже этого предела имеется 4842 сильных псевдопростых числа по основанию 2 и 2163 числа Кармайкла (см. Таблицу 1). ).

Начиная с 17·257, произведение последовательных чисел Ферма является псевдопростым числом по основанию 2, как и все композиты Ферма и композиты Мерсенна .

Вероятность того, что составное число n пройдет тест Ферма, приближается к нулю для $n\to \infty$. В частности, Ким и Померанс показали следующее: Вероятность того, что случайное нечетное число n ≤ x является псевдопростым числом Ферма по случайному основанию. $1<b<n-1$ меньше 2,77·10 ^-8 для х= 10 ¹⁰⁰ , и не более (log x) ^-197 <10 ^-10,000 для x≥10 ^100,000 .

Факторизации

Факторизация 60 чисел Пуле до 60787, включая 13 чисел Кармайкла (выделены жирным шрифтом), представлена ​​в следующей таблице.

(последовательность A001567 в OEIS )

Курица от 1 до 15 341 11 · 31 561 3 · 11 · 17 645 3 · 5 · 43 1105 5 · 13 · 17 1387 19 · 73 1729 7 · 13 · 19 1905 3 · 5 · 127 2047 23 · 89 2465 5 · 17 · 29 2701 37 · 73 2821 7 · 13 · 31 3277 29 · 113 4033 37 · 109 4369 17 · 257 4371 3 · 31 · 47

Курица с 16 до 30 4681 31 · 151 5461 43 · 127 6601 7 · 23 · 41 7957 73 · 109 8321 53 · 157 8481 3 · 11 · 257 8911 7 · 19 · 67 10261 31 · 331 10585 5 · 29 · 73 11305 5 · 7 · 17 · 19 12801 3 · 17 · 251 13741 7 · 13 · 151 13747 59 · 233 13981 11 · 31 · 41 14491 43 · 337

Курица от 31 до 45 15709 23 · 683 15841 7 · 31 · 73 16705 5 · 13 · 257 18705 3 · 5 · 29 · 43 18721 97 · 193 19951 71 · 281 23001 3 · 11 · 17 · 41 23377 97 · 241 25761 3 · 31 · 277 29341 13 · 37 · 61 30121 7 · 13 · 331 30889 17 · 23 · 79 31417 89 · 353 31609 73 · 433 31621 103 · 307

Курица 46 на 60 33153 3 · 43 · 257 34945 5 · 29 · 241 35333 89 · 397 39865 5 · 7 · 17 · 67 41041 7 · 11 · 13 · 41 41665 5 · 13 · 641 42799 127 · 337 46657 13 · 37 · 97 49141 157 · 313 49981 151 · 331 52633 7 · 73 · 103 55245 3 · 5 · 29 · 127 57421 7 · 13 · 631 60701 101 · 601 60787 89 · 683

Число Пуле, все делители которого d делят 2. ^д − 2 называется суперчислом Пуле . Существует бесконечно много чисел Пуле, которые не являются суперчислами Пуле.

псевдопростые

Наименьшее псевдопростое число для каждого основания a ≤ 200 указано в следующей таблице; цвета обозначают количество простых множителей. В отличие от определения в начале статьи, псевдопростые числа ниже a в таблице исключены . (Чтобы разрешить псевдопростые числа ниже a , см. OEIS : A090086 ).

(последовательность A007535 в OEIS )

а	наименьший пп	а	наименьший пп	а	наименьший пп	а	наименьший пп
1	4 = 2²	51	65 = 5 · 13	101	175 = 5² · 7	151	175 = 5² · 7
2	341 = 11 · 31	52	85 = 5 · 17	102	133 = 7 · 19	152	153 = 3² · 17
3	91 = 7 · 13	53	65 = 5 · 13	103	133 = 7 · 19	153	209 = 11 · 19
4	15 = 3 · 5	54	55 = 5 · 11	104	105 = 3 · 5 · 7	154	155 = 5 · 31
5	124 = 2² · 31	55	63 = 3² · 7	105	451 = 11 · 41	155	231 = 3 · 7 · 11
6	35 = 5 · 7	56	57 = 3 · 19	106	133 = 7 · 19	156	217 = 7 · 31
7	25 = 5²	57	65 = 5 · 13	107	133 = 7 · 19	157	186 = 2 · 3 · 31
8	9 = 3²	58	133 = 7 · 19	108	341 = 11 · 31	158	159 = 3 · 53
9	28 = 2² · 7	59	87 = 3 · 29	109	117 = 3² · 13	159	247 = 13 · 19
10	33 = 3 · 11	60	341 = 11 · 31	110	111 = 3 · 37	160	161 = 7 · 23
11	15 = 3 · 5	61	91 = 7 · 13	111	190 = 2 · 5 · 19	161	190 = 2 · 5 · 19
12	65 = 5 · 13	62	63 = 3² · 7	112	121 = 11²	162	481 = 13 · 37
13	21 = 3 · 7	63	341 = 11 · 31	113	133 = 7 · 19	163	186 = 2 · 3 · 31
14	15 = 3 · 5	64	65 = 5 · 13	114	115 = 5 · 23	164	165 = 3 · 5 · 11
15	341 = 11 · 31	65	112 = 2⁴ · 7	115	133 = 7 · 19	165	172 = 2² · 43
16	51 = 3 · 17	66	91 = 7 · 13	116	117 = 3² · 13	166	301 = 7 · 43
17	45 = 3² · 5	67	85 = 5 · 17	117	145 = 5 · 29	167	231 = 3 · 7 · 11
18	25 = 5²	68	69 = 3 · 23	118	119 = 7 · 17	168	169 = 13²
19	45 = 3² · 5	69	85 = 5 · 17	119	177 = 3 · 59	169	231 = 3 · 7 · 11
20	21 = 3 · 7	70	169 = 13²	120	121 = 11²	170	171 = 3² · 19
21	55 = 5 · 11	71	105 = 3 · 5 · 7	121	133 = 7 · 19	171	215 = 5 · 43
22	69 = 3 · 23	72	85 = 5 · 17	122	123 = 3 · 41	172	247 = 13 · 19
23	33 = 3 · 11	73	111 = 3 · 37	123	217 = 7 · 31	173	205 = 5 · 41
24	25 = 5²	74	75 = 3 · 5²	124	125 = 5³	174	175 = 5² · 7
25	28 = 2² · 7	75	91 = 7 · 13	125	133 = 7 · 19	175	319 = 11 · 19
26	27 = 3³	76	77 = 7 · 11	126	247 = 13 · 19	176	177 = 3 · 59
27	65 = 5 · 13	77	247 = 13 · 19	127	153 = 3² · 17	177	196 = 2² · 7²
28	45 = 3² · 5	78	341 = 11 · 31	128	129 = 3 · 43	178	247 = 13 · 19
29	35 = 5 · 7	79	91 = 7 · 13	129	217 = 7 · 31	179	185 = 5 · 37
30	49 = 7²	80	81 = 3⁴	130	217 = 7 · 31	180	217 = 7 · 31
31	49 = 7²	81	85 = 5 · 17	131	143 = 11 · 13	181	195 = 3 · 5 · 13
32	33 = 3 · 11	82	91 = 7 · 13	132	133 = 7 · 19	182	183 = 3 · 61
33	85 = 5 · 17	83	105 = 3 · 5 · 7	133	145 = 5 · 29	183	221 = 13 · 17
34	35 = 5 · 7	84	85 = 5 · 17	134	135 = 3³ · 5	184	185 = 5 · 37
35	51 = 3 · 17	85	129 = 3 · 43	135	221 = 13 · 17	185	217 = 7 · 31
36	91 = 7 · 13	86	87 = 3 · 29	136	265 = 5 · 53	186	187 = 11 · 17
37	45 = 3² · 5	87	91 = 7 · 13	137	148 = 2² · 37	187	217 = 7 · 31
38	39 = 3 · 13	88	91 = 7 · 13	138	259 = 7 · 37	188	189 = 3³ · 7
39	95 = 5 · 19	89	99 = 3² · 11	139	161 = 7 · 23	189	235 = 5 · 47
40	91 = 7 · 13	90	91 = 7 · 13	140	141 = 3 · 47	190	231 = 3 · 7 · 11
41	105 = 3 · 5 · 7	91	115 = 5 · 23	141	355 = 5 · 71	191	217 = 7 · 31
42	205 = 5 · 41	92	93 = 3 · 31	142	143 = 11 · 13	192	217 = 7 · 31
43	77 = 7 · 11	93	301 = 7 · 43	143	213 = 3 · 71	193	276 = 2² · 3 · 23
44	45 = 3² · 5	94	95 = 5 · 19	144	145 = 5 · 29	194	195 = 3 · 5 · 13
45	76 = 2² · 19	95	141 = 3 · 47	145	153 = 3² · 17	195	259 = 7 · 37
46	133 = 7 · 19	96	133 = 7 · 19	146	147 = 3 · 7²	196	205 = 5 · 41
47	65 = 5 · 13	97	105 = 3 · 5 · 7	147	169 = 13²	197	231 = 3 · 7 · 11
48	49 = 7²	98	99 = 3² · 11	148	231 = 3 · 7 · 11	198	247 = 13 · 19
49	66 = 2 · 3 · 11	99	145 = 5 · 29	149	175 = 5² · 7	199	225 = 3² · 5²
50	51 = 3 · 17	100	153 = 3² · 17	150	169 = 13²	200	201 = 3 · 67

Список псевдопростых чисел Ферма с фиксированной базой n

н	Первые несколько псевдопростых чисел Ферма по основанию n	OEIS Последовательность
1	4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 30, 32, 33, 34, 35, 36, 38, 39, 40, 42, 44, 45, 46, 48, 49, 50, 51, 52, 54, 55, 56, 57, 58, 60, 62, 63, 64, 65, 66, 68, 69, 70, 72, 74, 75, 76, 77, 78, 80, 81, 82, 84, 85, 86, 87, 88, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 98, 99, 100,.. . (Все композиты)	А002808
2	341, 561, 645, 1105, 1387, 1729, 1905, 2047, 2465, 2701, 2821, 3277, 4033, 4369, 4371, 4681, 5461, 6601, 7957, 8321, 8481, 8911, ...	А001567
3	91, 121, 286, 671, 703, 949, 1105, 1541, 1729, 1891, 2465, 2665, 2701, 2821, 3281, 3367, 3751, 4961, 5551, 6601, 7381, 8401, 8911, ...	А005935
4	15, 85, 91, 341, 435, 451, 561, 645, 703, 1105, 1247, 1271, 1387, 1581, 1695, 1729, 1891, 1905, 2047, 2071, 2465, 2701, 2821, 3133, 3277, 3367, 3683, 4033, 4369, 4371, 4681, 4795, 4859, 5461, 5551, 6601, 6643, 7957, 8321, 8481, 8695, 8911, 9061, 9131, 9211, 9605, 9919, ...	А020136
5	4, 124, 217, 561, 781, 1541, 1729, 1891, 2821, 4123, 5461, 5611, 5662, 5731, 6601, 7449, 7813, 8029, 8911, 9881, ...	А005936
6	35, 185, 217, 301, 481, 1105, 1111, 1261, 1333, 1729, 2465, 2701, 2821, 3421, 3565, 3589, 3913, 4123, 4495, 5713, 6533, 6601, 8029, 8365, 8911, 9331, 9881, ...	А005937
7	6, 25, 325, 561, 703, 817, 1105, 1825, 2101, 2353, 2465, 3277, 4525, 4825, 6697, 8321, ...	А005938
8	9, 21, 45, 63, 65, 105, 117, 133, 153, 231, 273, 341, 481, 511, 561, 585, 645, 651, 861, 949, 1001, 1105, 1281, 1365, 1387, 1417, 1541, 1649, 1661, 1729, 1785, 1905, 2047, 2169, 2465, 2501, 2701, 2821, 3145, 3171, 3201, 3277, 3605, 3641, 4005, 4033, 4097, 4369, 4371, 4641, 4681, 4921, 5461, 5565, 5963, 6305, 6533, 6601, 6951, 7107, 7161, 7957, 8321, 8481, 8911, 9265, 9709, 9773, 9881, 9945, ...	А020137
9	4, 8, 28, 52, 91, 121, 205, 286, 364, 511, 532, 616, 671, 697, 703, 946, 949, 1036, 1105, 1288, 1387, 1541, 1729, 1891, 2465, 2501, 2665, 2701, 2806, 2821, 2926, 3052, 3281, 3367, 3751, 4376, 4636, 4961, 5356, 5551, 6364, 6601, 6643, 7081, 7381, 7913, 8401, 8695, 8744, 8866, 8911, ...	А020138
10	9, 33, 91, 99, 259, 451, 481, 561, 657, 703, 909, 1233, 1729, 2409, 2821, 2981, 3333, 3367, 4141, 4187, 4521, 5461, 6533, 6541, 6601, 7107, 7471, 7777, 8149, 8401, 8911, ...	А005939
11	10, 15, 70, 133, 190, 259, 305, 481, 645, 703, 793, 1105, 1330, 1729, 2047, 2257, 2465, 2821, 4577, 4921, 5041, 5185, 6601, 7869, 8113, 8170, 8695, 8911, 9730, ...	А020139
12	65, 91, 133, 143, 145, 247, 377, 385, 703, 1045, 1099, 1105, 1649, 1729, 1885, 1891, 2041, 2233, 2465, 2701, 2821, 2983, 3367, 3553, 5005, 5365, 5551, 5785, 6061, 6305, 6601, 8911, 9073, ...	А020140
13	4, 6, 12, 21, 85, 105, 231, 244, 276, 357, 427, 561, 1099, 1785, 1891, 2465, 2806, 3605, 5028, 5149, 5185, 5565, 6601, 7107, 8841, 8911, 9577, 9637, ...	А020141
14	15, 39, 65, 195, 481, 561, 781, 793, 841, 985, 1105, 1111, 1541, 1891, 2257, 2465, 2561, 2665, 2743, 3277, 5185, 5713, 6501, 6533, 6541, 7107, 7171, 7449, 7543, 7585, 8321, 9073, ...	А020142
15	14, 341, 742, 946, 1477, 1541, 1687, 1729, 1891, 1921, 2821, 3133, 3277, 4187, 6541, 6601, 7471, 8701, 8911, 9073, ...	А020143
16	15, 51, 85, 91, 255, 341, 435, 451, 561, 595, 645, 703, 1105, 1247, 1261, 1271, 1285, 1387, 1581, 1687, 1695, 1729, 1891, 1905, 2047, 2071, 2091, 2431, 2465, 2701, 2821, 3133, 3277, 3367, 3655, 3683, 4033, 4369, 4371, 4681, 4795, 4859, 5083, 5151, 5461, 5551, 6601, 6643, 7471, 7735, 7957, 8119, 8227, 8245, 8321, 8481, 8695, 8749, 8911, 9061, 9131, 9211, 9605, 9919, ...	А020144
17	4, 8, 9, 16, 45, 91, 145, 261, 781, 1111, 1228, 1305, 1729, 1885, 2149, 2821, 3991, 4005, 4033, 4187, 4912, 5365, 5662, 5833, 6601, 6697, 7171, 8481, 8911, ...	А020145
18	25, 49, 65, 85, 133, 221, 323, 325, 343, 425, 451, 637, 931, 1105, 1225, 1369, 1387, 1649, 1729, 1921, 2149, 2465, 2701, 2821, 2825, 2977, 3325, 4165, 4577, 4753, 5525, 5725, 5833, 5941, 6305, 6517, 6601, 7345, 8911, 9061, ...	А020146
19	6, 9, 15, 18, 45, 49, 153, 169, 343, 561, 637, 889, 905, 906, 1035, 1105, 1629, 1661, 1849, 1891, 2353, 2465, 2701, 2821, 2955, 3201, 4033, 4681, 5461, 5466, 5713, 6223, 6541, 6601, 6697, 7957, 8145, 8281, 8401, 8869, 9211, 9997, ...	А020147
20	21, 57, 133, 231, 399, 561, 671, 861, 889, 1281, 1653, 1729, 1891, 2059, 2413, 2501, 2761, 2821, 2947, 3059, 3201, 4047, 5271, 5461, 5473, 5713, 5833, 6601, 6817, 7999, 8421, 8911, ...	А020148
21	4, 10, 20, 55, 65, 85, 221, 703, 793, 1045, 1105, 1852, 2035, 2465, 3781, 4630, 5185, 5473, 5995, 6541, 7363, 8695, 8965, 9061, ...	А020149
22	21, 69, 91, 105, 161, 169, 345, 483, 485, 645, 805, 1105, 1183, 1247, 1261, 1541, 1649, 1729, 1891, 2037, 2041, 2047, 2413, 2465, 2737, 2821, 3241, 3605, 3801, 5551, 5565, 5963, 6019, 6601, 6693, 7081, 7107, 7267, 7665, 8119, 8365, 8421, 8911, 9453, ...	А020150
23	22, 33, 91, 154, 165, 169, 265, 341, 385, 451, 481, 553, 561, 638, 946, 1027, 1045, 1065, 1105, 1183, 1271, 1729, 1738, 1749, 2059, 2321, 2465, 2501, 2701, 2821, 2926, 3097, 3445, 4033, 4081, 4345, 4371, 4681, 5005, 5149, 6253, 6369, 6533, 6541, 7189, 7267, 7957, 8321, 8365, 8651, 8745, 8911, 8965, 9805, ...	А020151
24	25, 115, 175, 325, 553, 575, 805, 949, 1105, 1541, 1729, 1771, 1825, 1975, 2413, 2425, 2465, 2701, 2737, 2821, 2885, 3781, 4207, 4537, 6601, 6931, 6943, 7081, 7189, 7471, 7501, 7813, 8725, 8911, 9085, 9361, 9809, ...	А020152
25	4, 6, 8, 12, 24, 28, 39, 66, 91, 124, 217, 232, 276, 403, 426, 451, 532, 561, 616, 703, 781, 804, 868, 946, 1128, 1288, 1541, 1729, 1891, 2047, 2701, 2806, 2821, 2911, 2926, 3052, 3126, 3367, 3592, 3976, 4069, 4123, 4207, 4564, 4636, 4686, 5321, 5461, 5551, 5611, 5662, 5731, 5963, 6601, 7449, 7588, 7813, 8029, 8646, 8911, 9881, 9976, ...	А020153
26	9, 15, 25, 27, 45, 75, 133, 135, 153, 175, 217, 225, 259, 425, 475, 561, 589, 675, 703, 775, 925, 1035, 1065, 1147, 2465, 3145, 3325, 3385, 3565, 3825, 4123, 4525, 4741, 4921, 5041, 5425, 6093, 6475, 6525, 6601, 6697, 8029, 8695, 8911, 9073, ...	А020154
27	26, 65, 91, 121, 133, 247, 259, 286, 341, 365, 481, 671, 703, 949, 1001, 1105, 1541, 1649, 1729, 1891, 2071, 2465, 2665, 2701, 2821, 2981, 2993, 3146, 3281, 3367, 3605, 3751, 4033, 4745, 4921, 4961, 5299, 5461, 5551, 5611, 5621, 6305, 6533, 6601, 7381, 7585, 7957, 8227, 8321, 8401, 8911, 9139, 9709, 9809, 9841, 9881, 9919, ...	А020155
28	9, 27, 45, 87, 145, 261, 361, 529, 561, 703, 783, 785, 1105, 1305, 1413, 1431, 1885, 2041, 2413, 2465, 2871, 3201, 3277, 4553, 4699, 5149, 5181, 5365, 7065, 8149, 8321, 8401, 9841, ...	А020156
29	4, 14, 15, 21, 28, 35, 52, 91, 105, 231, 268, 341, 364, 469, 481, 561, 651, 793, 871, 1105, 1729, 1876, 1897, 2105, 2257, 2821, 3484, 3523, 4069, 4371, 4411, 5149, 5185, 5356, 5473, 5565, 5611, 6097, 6601, 7161, 7294, 8321, 8401, 8421, 8841, 8911, ...	А020157
30	49, 91, 133, 217, 247, 341, 403, 469, 493, 589, 637, 703, 871, 899, 901, 931, 1273, 1519, 1537, 1729, 2059, 2077, 2821, 3097, 3277, 3283, 3367, 3577, 4081, 4097, 4123, 5729, 6031, 6061, 6097, 6409, 6601, 6817, 7657, 8023, 8029, 8401, 8911, 9881, ...	А020158

Для получения дополнительной информации (по основанию от 31 до 100) см. OEIS : от A020159 до OEIS : A020228 , а для всех оснований до 150 см. таблицу псевдопростых чисел Ферма (текст на немецком языке) , на этой странице не определено, что n является псевдопростым числом по основанию. конгруэнтно 1 или -1 (по модулю n )

Какие основания b делают n псевдопростым числом Ферма?

Если составной $n$ четно, тогда $n$ является псевдопростым числом Ферма тривиальной базы $b\equiv 1{\pmod {n}}$.Если составной $n$ странно, тогда $n$ является псевдопростым числом Ферма относительно тривиальных базисов $b\equiv \pm 1{\pmod {n}}$.

Для любого композита $n$, количество различных оснований $b$ модуль $n$, для чего $n$ является псевдопростым основанием Ферма $b$, является

$\prod _{i=1}^{k}\gcd(p_{i}-1,n-1)$

где $p_{1},\dots ,p_{k}$ являются отдельными простыми факторами $n$. Сюда входят тривиальные основания.

Например, для $n=341=11\cdot 31$, этот продукт $\gcd(10,340)\cdot \gcd(30,340)=100$. Для $n=341$, наименьшая такая нетривиальная база равна $b=2$.

Каждый нечетный состав $n$ является псевдопростым числом Ферма по крайней мере для двух нетривиальных базисов по модулю $n$ пока не $n$ это степень 3.

Для составного n < 200 ниже представлена ​​таблица всех оснований b < n , где n является псевдопростым числом Ферма. Если составного числа n нет в таблице (или n находится в последовательности A209211 ), то n является псевдопростым только по тривиальному основанию 1 по модулю n .

н	базисы b , для которых n является псевдопростым числом Ферма (< n )	количество оснований b (< n ) (последовательность A063994 в OEIS )
9	1, 8	2
15	1, 4, 11, 14	4
21	1, 8, 13, 20	4
25	1, 7, 18, 24	4
27	1, 26	2
28	1, 9, 25	3
33	1, 10, 23, 32	4
35	1, 6, 29, 34	4
39	1, 14, 25, 38	4
45	1, 8, 17, 19, 26, 28, 37, 44	8
49	1, 18, 19, 30, 31, 48	6
51	1, 16, 35, 50	4
52	1, 9, 29	3
55	1, 21, 34, 54	4
57	1, 20, 37, 56	4
63	1, 8, 55, 62	4
65	1, 8, 12, 14, 18, 21, 27, 31, 34, 38, 44, 47, 51, 53, 57, 64	16
66	1, 25, 31, 37, 49	5
69	1, 22, 47, 68	4
70	1, 11, 51	3
75	1, 26, 49, 74	4
76	1, 45, 49	3
77	1, 34, 43, 76	4
81	1, 80	2
85	1, 4, 13, 16, 18, 21, 33, 38, 47, 52, 64, 67, 69, 72, 81, 84	16
87	1, 28, 59, 86	4
91	1, 3, 4, 9, 10, 12, 16, 17, 22, 23, 25, 27, 29, 30, 36, 38, 40, 43, 48, 51, 53, 55, 61, 62, 64, 66, 68, 69, 74, 75, 79, 81, 82, 87, 88, 90	36
93	1, 32, 61, 92	4
95	1, 39, 56, 94	4
99	1, 10, 89, 98	4
105	1, 8, 13, 22, 29, 34, 41, 43, 62, 64, 71, 76, 83, 92, 97, 104	16
111	1, 38, 73, 110	4
112	1, 65, 81	3
115	1, 24, 91, 114	4
117	1, 8, 44, 53, 64, 73, 109, 116	8
119	1, 50, 69, 118	4
121	1, 3, 9, 27, 40, 81, 94, 112, 118, 120	10
123	1, 40, 83, 122	4
124	1, 5, 25	3
125	1, 57, 68, 124	4
129	1, 44, 85, 128	4
130	1, 61, 81	3
133	1, 8, 11, 12, 18, 20, 26, 27, 30, 31, 37, 39, 45, 46, 50, 58, 64, 65, 68, 69, 75, 83, 87, 88, 94, 96, 102, 103, 106, 107, 113, 115, 121, 122, 125, 132	36
135	1, 26, 109, 134	4
141	1, 46, 95, 140	4
143	1, 12, 131, 142	4
145	1, 12, 17, 28, 41, 46, 57, 59, 86, 88, 99, 104, 117, 128, 133, 144	16
147	1, 50, 97, 146	4
148	1, 121, 137	3
153	1, 8, 19, 26, 35, 53, 55, 64, 89, 98, 100, 118, 127, 134, 145, 152	16
154	1, 23, 67	3
155	1, 61, 94, 154	4
159	1, 52, 107, 158	4
161	1, 22, 139, 160	4
165	1, 23, 32, 34, 43, 56, 67, 76, 89, 98, 109, 122, 131, 133, 142, 164	16
169	1, 19, 22, 23, 70, 80, 89, 99, 146, 147, 150, 168	12
171	1, 37, 134, 170	4
172	1, 49, 165	3
175	1, 24, 26, 51, 74, 76, 99, 101, 124, 149, 151, 174	12
176	1, 49, 81, 97, 113	5
177	1, 58, 119, 176	4
183	1, 62, 121, 182	4
185	1, 6, 31, 36, 38, 43, 68, 73, 112, 117, 142, 147, 149, 154, 179, 184	16
186	1, 97, 109, 157, 163	5
187	1, 67, 120, 186	4
189	1, 55, 134, 188	4
190	1, 11, 61, 81, 101, 111, 121, 131, 161	9
195	1, 14, 64, 79, 116, 131, 181, 194	8
196	1, 165, 177	3

Дополнительную информацию ( n = от 201 до 5000) см. на этой странице не определено, что n является псевдопростым числом по основанию, конгруэнтному 1 или -1 (по модулю n ). Когда p — простое число, p ² является псевдопростым числом Ферма по основанию b тогда и только тогда, когда p является простым числом Вифериха по основанию b . Например, 1093 ² = 1194649 является псевдопростым числом Ферма по основанию 2, а 11 ² = 121 является псевдопростым числом Ферма по основанию 3.

Число значений b для n равно (Для n простого числа число значений b должно быть n - 1, поскольку все b удовлетворяют малой теореме Ферма )

1, 1, 2, 1, 4, 1, 6, 1, 2, 1, 10, 1, 12, 1, 4, 1, 16, 1, 18, 1, 4, 1, 22, 1, 4, 1, 2, 3, 28, 1, 30, 1, 4, 1, 4, 1, 36, 1, 4, 1, 40, 1, 42, 1, 8, 1, 46, 1, 6, 1, ... (последовательность A063994 в OEIS )

Наименьшее основание b > 1, при котором n является псевдопростым числом по основанию b (или простому числу), равно

2, 3, 2, 5, 2, 7, 2, 9, 8, 11, 2, 13, 2, 15, 4, 17, 2, 19, 2, 21, 8, 23, 2, 25, 7, 27, 26, 9, 2, 31, 2, 33, 10, 35, 6, 37, 2, 39, 14, 41, 2, 43, 2, 45, 8, 47, 2, 49, 18, 51, ... (последовательность A105222 в OEIS )

Число значений b для n должно делиться $\varphi$( n ) или A000010 ( n ) = 1, 1, 2, 2, 4, 2, 6, 4, 6, 4, 10, 4, 12, 6, 8, 8, 16, 6, 18, 8, 12, 10, 22, 8, 20, 12, 18, 12, 28, 8, 30, 16, 20, 16, 24, 12, 36, 18, 24, 16, 40, 12, 42, 20, 24, 22, 46, 16, 42, 20, ... ( Частное может быть любым натуральным числом, и частное = 1 тогда и только тогда, когда n является простым числом или числом Кармайкла (561, 1105, 1729, 2465, 2821, 6601, 8911, 10585, 15841, ... A002997 ), частное = 2 тогда и только тогда, когда n находится в последовательности: 4, 6, 15, 91, 703, 1891, 2701, 11305, 12403, 13981, 18721, ... А191311 )

Наименьшее число с n значениями b равно (или 0, если такого числа не существует)

1, 3, 28, 5, 66, 7, 232, 45, 190, 11, 276, 13, 1106, 0, 286, 17, 1854, 19, 3820, 891, 2752, 23, 1128, 595, 2046, 0, 532, 29, 1770, 31, 9952, 425, 1288, 0, 2486, 37, 8474, 0, 742, 41, 3486, 43, 7612, 5589, 2356, 47, 13584, 325, 9850, 0, ... (последовательность A064234 в OEIS ) ( тогда и только если n четное бесквадратному и не равно числу , тогда n- й член этой последовательности равен 0)

Слабые псевдопростые числа

Составное число n, удовлетворяющее этому $b^{n}\equiv b{\pmod {n}}$ называется слабым псевдопростым по основанию b . Псевдопростое число по основанию a (по обычному определению) удовлетворяет этому условию. И наоборот, слабое псевдопростое число, взаимно простое с основанием, является псевдопростым в обычном смысле, в противном случае это может быть так, а может и не быть. Наименее слабые псевдопростые числа по основанию b = 1, 2,...:

4, 341, 6, 4, 4, 6, 6, 4, 4, 6, 10, 4, 4, 14, 6, 4, 4, 6, 6, 4, 4, 6, 22, 4, 4, 9, 6, 4, 4, 6, 6, 4, 4, 6, 9, 4, 4, 38, 6, 4, 4, 6, 6, 4, 4, 6, 46, 4, 4, 10, ... (последовательность A000790 в OEIS )

Все члены меньше или равны наименьшему числу Кармайкла, 561. За исключением 561, в приведенной выше последовательности могут встречаться только полупростые числа , но не все полупростые числа меньше 561 встречаются, полупростые числа pq ( p ≤ q ) меньше 561 встречаются в вышеуказанные последовательности тогда и только тогда, когда p - 1 делит q - 1. (см. OEIS : A108574 ). Кроме того, наименьшее псевдопростое число по основанию n (также не обязательно превосходящее n ) ( OEIS : A090086 ) также обычно является полупростым, первый контрпример: А090086 (648)=385=5×7×11.

Если нам потребуется n > b , они будут (для b = 1, 2,...)

4, 341, 6, 6, 10, 10, 14, 9, 12, 15, 15, 22, 21, 15, 21, 20, 34, 25, 38, 21, 28, 33, 33, 25, 28, 27, 39, 36, 35, 49, 49, 33, 44, 35, 45, 42, 45, 39, 57, 52, 82, 66, 77, 45, 55, 69, 65, 49, 56, 51, ... (последовательность A239293 в OEIS )

Числа Кармайкла являются слабыми псевдопростыми числами по всем основаниям.

Наименьшее даже слабое псевдопростое число по основанию 2 — 161038 (см. OEIS : A006935 ).

Эйлера–

Основная статья: псевдопростые числа Эйлера – Якоби

Другой подход состоит в использовании более тонких понятий псевдопростых чисел, например, сильных псевдопростых чисел или псевдопростых чисел Эйлера-Якоби , для которых нет аналогов чисел Кармайкла . Это приводит к появлению вероятностных алгоритмов, таких как тест простоты Соловея-Штрассена , тест простоты Бэйли-ПСВ и тест простоты Миллера-Рабина , которые создают так называемые простые числа промышленного уровня . Простые числа промышленного уровня - это целые числа, простота которых не была «сертифицирована» (т.е. строго доказана), но прошла такой тест, как тест Миллера-Рабина, который имеет ненулевую, но сколь угодно низкую вероятность отказа.

Приложения

Редкость таких псевдопростых чисел имеет важные практические последствия. Например, алгоритмы криптографии с открытым ключом, такие как RSA, требуют способности быстро находить большие простые числа. Обычный алгоритм генерации простых чисел заключается в генерации случайных нечетных чисел и проверке их на простоту. Однако детерминированные тесты на простоту выполняются медленно. Если пользователь готов допустить сколь угодно малую вероятность того, что найденное число является не простым, а псевдопростым, можно использовать гораздо более быстрый и простой тест на простоту Ферма .

Внешние ссылки

• В. Ф. Голуэй и Ян Фейтсма, Таблицы псевдопростых чисел по основанию 2 и связанные с ними данные (полный список всех псевдопростых чисел по основанию 2 ниже 2) ⁶⁴ , включая факторизацию, сильные псевдопростые числа и числа Кармайкла)
• Исследование псевдопростых чисел