~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Arc.Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Номер скриншота №:
✰ F4EF20A68611373D1A95BCDB13DDA7E0__1716430860 ✰
Заголовок документа оригинал.:
✰ Carmichael number - Wikipedia ✰
Заголовок документа перевод.:
✰ Число Кармайкла — Википедия ✰
Снимок документа находящегося по адресу (URL):
✰ https://en.wikipedia.org/wiki/Carmichael_numbers ✰
Адрес хранения снимка оригинал (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/f4/e0/f4ef20a68611373d1a95bcdb13dda7e0.html ✰
Адрес хранения снимка перевод (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/f4/e0/f4ef20a68611373d1a95bcdb13dda7e0__translat.html ✰
Дата и время сохранения документа:
✰ 11.07.2024 19:56:42 (GMT+3, MSK) ✰
Дата и время изменения документа (по данным источника):
✰ 23 May 2024, at 05:21 (UTC). ✰ 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Сервисы Ask3.ru: 
 Архив документов (Снимки документов, в формате HTML, PDF, PNG - подписанные ЭЦП, доказывающие существование документа в момент подписи. Перевод сохраненных документов на русский язык.)https://arc.ask3.ruОтветы на вопросы (Сервис ответов на вопросы, в основном, научной направленности)https://ask3.ru/answer2questionТоварный сопоставитель (Сервис сравнения и выбора товаров) ✰✰
✰ https://ask3.ru/product2collationПартнерыhttps://comrades.ask3.ru


Совет. Чтобы искать на странице, нажмите Ctrl+F или ⌘-F (для MacOS) и введите запрос в поле поиска.
Число Кармайкла — Jump to content

Число Кармайкла

Из Википедии, бесплатной энциклопедии
(Перенаправлено с номеров Кармайкла )

В теории чисел является число Кармайкла составным числом . ‍ что which in в модульной арифметике удовлетворяет соотношению конгруэнтности :

for all integers для всех целых чисел . [1] Отношение может быть также выражено [2] в виде:

для всех целых чисел которые относительно просты для ‍ . Их бесконечно . число [3]

Роберт Дэниел Кармайкл

Они представляют собой сравнительно редкие случаи, когда строгое обращение Малой теоремы Ферма не выполняется. Этот факт исключает использование этой теоремы в качестве абсолютного критерия простоты . [4]

Числа Кармайкла образуют подмножество K 1 чисел Кнеделя .

Числа Кармайкла были названы в честь американского математика Роберта Кармайкла Николаасом Бигером в 1950 году. Эйстейн Оре называл их в 1948 году числами со «свойством Ферма» или F ». для краткости «числами [5]

Обзор [ править ]

Маленькая теорема Ферма утверждает, что если простое число , то для любого целого числа номер is an integer multiple of является целым числом , кратным ‍ . Числа Кармайкла — это составные числа, обладающие одним и тем же свойством. Числа Кармайкла также называют псевдопростыми числами Ферма или абсолютными псевдопростыми числами Ферма . Число Кармайкла пройдет тест на простоту Ферма по каждому основанию. относительно простое по отношению к числу, хотя на самом деле оно не является простым. Это делает тесты, основанные на Малой теореме Ферма, менее эффективными, чем сильные тесты на вероятность простых чисел, такие как тест простоты Бэйли-ПСВ и тест простоты Миллера-Рабина .

Однако ни одно число Кармайкла не является ни псевдопростым числом Эйлера – Якоби , ни сильным псевдопростым числом по отношению к каждому основанию, относительно простому ему. [6] Итак, теоретически либо критерий Эйлера, либо сильный вероятностный простой критерий могут доказать, что число Кармайкла на самом деле является составным.

Арно [7] дает 397-значное число Кармайкла это сильное псевдопростое число для всех простых оснований меньше 307:

где

 2 9674495668 6855105501 5417464290 5332730771 9917998530 4335099507 5531276838 7531717701 9959423859 6428121188 0336647542 1834556249 3168782883

представляет собой простое число из 131 цифры. is the smallest prime factor of это наименьший простой делитель ‍ , , so this Carmichael number is also a (not necessarily strong) pseudoprime to all bases less than поэтому это число Кармайкла также является (не обязательно сильным) псевдопростым числом по всем основаниям меньше .

По мере того, как числа становятся больше, числа Кармайкла становятся все более редкими. Например, существует 20 138 200 чисел Кармайкла от 1 до 10. 21 (примерно один из 50 триллионов (5·10 13 ) числа). [8]

Критерий Корсельта [ править ]

Альтернативное и эквивалентное определение чисел Кармайкла даёт критерий Корсельта .

Теорема ( А. Корсельт, 1899 г.): Положительное составное целое число. является числом Кармайкла тогда и только тогда, когда является свободным от квадратов и для всех простых делителей of из правда , , it is true that что .

Из этой теоремы следует, что все числа Кармайкла нечетны , поскольку любое четное составное число, не имеющее квадратов (и, следовательно, имеющее только один простой делитель из двух), будет иметь хотя бы один нечетный простой делитель, и, таким образом, приводит к четному делению нечетного, противоречию. (Нечетность чисел Кармайкла следует еще и из того, что является свидетелем Ферма для любого четного составного числа.) Из критерия также следует, что числа Кармайкла цикличны . [9] [10] Кроме того, отсюда следует, что не существует чисел Кармайкла, имеющих ровно два простых делителя.

Открытие [ править ]

Первые семь чисел Кармайкла, от 561 до 8911, были найдены чешским математиком Вацлавом Шимеркой в ​​1885 году. [11] (таким образом, предшествуя не только Кармайклу, но и Корсельту, хотя Шимерка не нашел ничего похожего на критерий Корсельта). [12] Однако его работа, опубликованная в чешском научном журнале Časopís pro přestování matematyky a fysyky , осталась незамеченной.

Вацлав Шимерка перечислил первые семь чисел Кармайкла.

Корсельт был первым, кто наблюдал основные свойства чисел Кармайкла, но не привел никаких примеров.

То, что 561 является числом Кармайкла, можно увидеть с помощью критерия Корсельта. Действительно, is square-free and бесквадратен и , and и ‍ . Следующие шесть чисел Кармайкла (последовательность A002997 в OEIS ):

В 1910 году сам Кармайкл [13] также опубликовал наименьшее такое число - 561, и позже эти числа были названы в его честь.

Джек Черник [14] в 1939 году доказал теорему, которую можно использовать для построения подмножества чисел Кармайкла. Номер является числом Кармайкла, если все его три фактора простые. Вопрос о том, дает ли эта формула бесконечное количество чисел Кармайкла, остается открытым (хотя это подразумевается гипотезой Диксона ).

Пол Эрдеш эвристически утверждал, что чисел Кармайкла должно быть бесконечно много. В 1994 году У.Р. (Ред) Алфорд , Эндрю Грэнвилл и Карл Померанс использовали оценку константы Олсона, чтобы показать, что действительно существует бесконечно много чисел Кармайкла. В частности, они показали, что для достаточно больших , есть по крайней мере Carmichael numbers between 1 and Числа Кармайкла от 1 до . [3]

Томас Райт доказал, что если и являются относительно простыми, бесконечно много чисел Кармайкла тогда в арифметической прогрессии ‍ , где . [15]

Лё и Нибур в 1992 году нашли несколько очень больших чисел Кармайкла, в том числе число с 1 101 518 множителями и более 16 миллионов цифр. Это число было улучшено до 10 333 229 505 простых множителей и 295 486 761 787 цифр. [16] поэтому самое большое известное число Кармайкла намного больше самого большого известного простого числа .

Свойства [ править ]

Факторизации [ править ]

Числа Кармайкла имеют как минимум три положительных простых делителя. Первые числа Кармайкла с Основными факторами являются (последовательность A006931 в OEIS ):

к  
3
4
5
6
7
8
9

Первые числа Кармайкла с 4 простыми делителями: (последовательность A074379 в OEIS ):

я  
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Второе число Кармайкла (1105) можно выразить как сумму двух квадратов большим количеством способов, чем любое меньшее число. Третье число Кармайкла (1729 г.) — это число Харди-Рамануджана : наименьшее число, которое можно выразить как сумму двух кубов (положительных чисел) двумя разными способами.

Распространение [ править ]

Позволять denote the number of Carmichael numbers less than or equal to обозначают количество чисел Кармайкла, меньших или равных ‍ . Распределение чисел Кармайкла по степеням 10 (последовательность A055553 в OEIS ): [8]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
0 0 1 7 16 43 105 255 646 1547 3605 8241 19279 44706 105212 246683 585355 1401644 3381806 8220777 20138200

В 1953 году Кнедель доказал верхнюю оценку :

for some constant для некоторой константы .

В 1956 году Эрдеш улучшил границу до

for some constant для некоторой константы . [17] Далее он привел эвристический аргумент , предполагающий, что эта верхняя граница должна быть близка к истинному темпу роста .

В другом направлении Алфорд , Гранвиль и Померанс оказались в 1994 году. [3] что для достаточно большого X ,

В 2005 году эта граница была улучшена Харманом . [18] к

who subsequently improved the exponent to который впоследствии улучшил показатель степени до . [19]

Что касается асимптотического распределения чисел Кармайкла, было несколько гипотез. В 1956 году Эрдеш [17] предположил, что существуют Числа Кармайкла для X достаточно велики. В 1981 году Померанс [20] обострил эвристические аргументы Эрдёша, чтобы предположить, что существуют, по крайней мере,

Carmichael numbers up to Кармайкл насчитывает до где , where .

Однако в текущих вычислительных диапазонах (таких как подсчет чисел Кармайкла, выполненный Пинч [8] до 10 21 ), эти предположения пока не подтверждаются данными.

В 2021 году Дэниел Ларсен доказал аналог постулата Бертрана для чисел Кармайкла, впервые выдвинутый Алфордом, Грэнвиллем и Померансом в 1994 году. [4] [21] Используя методы, разработанные Итаном Чжаном и Джеймсом Мейнардом для получения результатов, касающихся малых промежутков между простыми числами , его работа привела к гораздо более сильному утверждению, что для любого и достаточно большой с точки зрения , всегда будет как минимум

Числа Кармайкла между и

Обобщения [ править ]

Понятие числа Кармайкла обобщается до идеала Кармайкла в любом числовом поле ‍ . Для любого ненулевого простого идеала in в у нас есть , we have для всех in в где это норма идеала ‍ . (Это обобщает маленькую теорему Ферма о том, что for all integers для всех целых чисел when когда ‍ — простое число.) Назовем ненулевой идеал is prime.) Call a nonzero ideal в Кармайкла, если это не простой идеал и for all для всех где is the norm of the ideal это норма идеала ‍ . Когда is является идеал является главным , и если мы позволим ‍ быть его положительным генератором, тогда идеал be its positive generator then the ideal is Carmichael exactly when Кармайкл, когда именно ‍ — число Кармайкла в обычном понимании. is a Carmichael number in the usual sense.

When Когда ‍ больше is larger than the рациональных чисел, в которых легко записать идеалы Кармайкла ‍: : for any prime number для любого простого числа ‍ который that splits completely in полностью распадается на ‍, главный идеал , the principal ideal является идеалом Кармайкла. Поскольку бесконечное число простых чисел полностью расщепляется в любом числовом поле, существует бесконечно много идеалов Кармайкла в ‍ . Например, если ‍ — is any prime number that is 1 mod 4, the ideal любое простое число, равное 1 по модулю 4, идеальное ‍ в целых числах Гаусса является идеалом Кармайкла.

И простые числа, и числа Кармайкла удовлетворяют следующему равенству:

Число Лукаса–Кармайкла [ править ]

Положительное составное целое число является числом Лукаса–Кармайкла тогда и только тогда, когда является свободным от квадратов и для всех простых делителей of из правда , , it is true that что ‍ . Первые числа Лукаса-Кармайкла:

399, 935, 2015, 2915, 4991, 5719, 7055, 8855, 12719, 18095, 20705, 20999, 22847, 29315, 31535, 46079, 51359, 60059, 63503, 67199, 73535, 76751, 80189, 81719, 88559, 90287, ... (последовательность A006972 в OEIS )

Число Квази-Кармайкла [ править ]

Quasi–Carmichael numbers are squarefree composite numbers Числа Квази-Кармайкла - это составные числа без квадратов. ‍ со with the property that for every prime factor свойством, что для каждого простого множителя of из , divides ‍ делит ‍ положительно positively with с ‍ — being any integer besides 0. If любое целое число, кроме 0. Если ‍ , , these are Carmichael numbers, and if это числа Кармайкла, и если ‍ , это числа Лукаса–Кармайкла. Первые числа Квази-Кармайкла:

35, 77, 143, 165, 187, 209, 221, 231, 247, 273, 299, 323, 357, 391, 399, 437, 493, 527, 561, 589, 598, 713, 715, 899, 935, 943, 989, 1015, 1073, 1105, 1147, 1189, 1247, 1271, 1295, 1333, 1517, 1537, 1547, 1591, 1595, 1705, 1729, ... (последовательность A257750 в OEIS )

Число пельменей [ править ]

Число n Кнеделя обладающее для данного положительного целого числа n — это составное число m, свойством, что каждое ‍ взаимно простое к m удовлетворяет ‍ . ‍ ‍ случай — числа Кармайкла. case are Carmichael numbers.

высшего порядка Числа Кармайкла

Числа Кармайкла можно обобщить, используя понятия абстрактной алгебры .

В приведенном выше определении говорится, что составное целое число n — это Кармайкл. именно тогда, когда n возводящая в степень функция p n из кольца Z n целых чисел по модулю n до себя является тождественной функцией. Тождество является единственным Zn алгебры - , эндоморфизмом на Zn чтобы поэтому мы можем переформулировать определение, требуя, был pn эндоморфизмом Zn алгебры . Как и выше, pn n обладает тем же свойством, если простое .

Функция n возведения -й степени p n также определена на любой Z n -алгебре A . Теорема утверждает, что n является простым тогда и только тогда, когда все такие функции являются pn эндоморфизмами алгебры.

Между этими двумя условиями лежит определение числа Кармайкла порядка m для любого натурального числа m как любого составного числа n, такого, что p n является эндоморфизмом на каждой Z n -алгебре, которая может быть порождена как Z n - модуль из m элементов. . Числа Кармайкла первого порядка — это обычные числа Кармайкла.

2 порядка Число Кармайкла

По мнению Хоу, 17 · 31 · 41 · 43 · 89 · 97 · 167 · 331 — это число Кармайкла второго порядка. Это произведение равно 443 372 888 629 441. [22]

Свойства [ править ]

Критерий Корсельта можно обобщить на числа Кармайкла более высокого порядка, как показал Хоу.

Эвристический аргумент, приведенный в той же статье, по-видимому, предполагает, что существует бесконечно много чисел Кармайкла порядка m для любого m . Однако неизвестно ни одно число Кармайкла порядка 3 или выше.

Примечания [ править ]

  1. ^ Ризель, Ганс (1994). Простые числа и компьютерные методы факторизации . Прогресс в математике. Том. 126 (второе изд.). Бостон, Массачусетс: Биркхойзер. ISBN  978-0-8176-3743-9 . Збл   0821.11001 .
  2. ^ Крэндалл, Ричард ; Померанс, Карл (2005). Простые числа: вычислительная перспектива (второе изд.). Нью-Йорк: Спрингер. стр. 133–134. ISBN  978-0387-25282-7 .
  3. ^ Перейти обратно: а б с В.Р. Алфорд ; Эндрю Гранвилл ; Карл Померанс (1994). «Существует бесконечно много чисел Кармайкла» (PDF) . Анналы математики . 140 (3): 703–722. дои : 10.2307/2118576 . JSTOR   2118576 . Архивировано (PDF) из оригинала 4 марта 2005 г.
  4. ^ Перейти обратно: а б Цепелевич, Джордана (13 октября 2022 г.). «Подросток решает упорную загадку о двойниках простых чисел» . Журнал Кванта . Проверено 13 октября 2022 г.
  5. ^ Оре, Эйстейн (1948). Теория чисел и ее история . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. стр. 331–332 - через Интернет-архив .
  6. ^ Д. Х. Лемер (1976). «Сильные числа Кармайкла» . Дж. Аустрал. Математика. Соц . 21 (4): 508–510. дои : 10.1017/s1446788700019364 . Лемер доказал, что ни одно число Кармайкла не является псевдопростым по отношению к каждому основанию, относительно простому ему. Он использовал термин сильное псевдопростое число , но с тех пор терминология изменилась. Сильные псевдопростые числа представляют собой подмножество псевдопростых чисел Эйлера-Якоби. Следовательно, ни одно число Кармайкла не является сильным псевдопростым по отношению к каждому основанию, относительно простому ему.
  7. ^ Ф. Арно (август 1995 г.). «Построение чисел Кармайкла, которые являются сильными псевдопростыми числами по нескольким основаниям» . Журнал символических вычислений . 20 (2): 151–161. дои : 10.1006/jsco.1995.1042 .
  8. ^ Перейти обратно: а б с Пинч, Ричард (декабрь 2007 г.). Анне-Мария Эрнвалль-Хитонен (ред.). Числа Кармайкла до 10 21 (PDF) . Материалы конференции по алгоритмической теории чисел. Том. 46. ​​Турку, Финляндия: Центр компьютерных наук Турку. стр. 129–131 . Проверено 26 июня 2017 г.
  9. ^ Кармайкл, кратный нечетным циклическим числам «Любой делитель числа Кармайкла должен быть нечетным циклическим числом»
  10. ^ Эскиз доказательства: Если является свободным от квадратов, но не циклическим, для двух простых факторов и из . Но если satisfies Korselt then тогда удовлетворяет Корсельта ‍ , , so by transitivity of the "divides" relation поэтому в силу транзитивности отношения «делит» ‍ . Но is also a factor of также является фактором ‍ , противоречие. , a contradiction.
  11. ^ Шимерка, Вацлав (1885). «Об остатках арифметической прогрессии» . Журнал для развития математики и физики . 14 (5): 221–225. дои : 10.21136/CPMF.1885.122245 .
  12. ^ Леммермейер, Ф. (2013). «Вацлав Шимерка: квадратичные формы и факторизация» . LMS Журнал вычислений и математики . 16 : 118–129. дои : 10.1112/S1461157013000065 .
  13. ^ Р. Д. Кармайкл (1910). «Заметка о новой функции теории чисел» . Бюллетень Американского математического общества . 16 (5): 232–238. дои : 10.1090/s0002-9904-1910-01892-9 .
  14. ^ Черник, Дж. (1939). «О простой теореме Ферма» (PDF) . Бык. амер. Математика. Соц . 45 (4): 269–274. дои : 10.1090/S0002-9904-1939-06953-X .
  15. ^ Томас Райт (2013). «Бесконечно много чисел Кармайкла в арифметических прогрессиях». Бык. Лондонская математика. Соц. 45 (5): 943–952. arXiv : 1212.5850 . дои : 10.1112/blms/bdt013 . S2CID   119126065 .
  16. ^ В.Р. Алфорд ; и другие. (2014). «Построение чисел Кармайкла с помощью улучшенных алгоритмов подмножества произведений». Математика. Комп . 83 (286): 899–915. arXiv : 1203.6664 . дои : 10.1090/S0025-5718-2013-02737-8 . S2CID   35535110 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Эрдеш, П. (2022). «О псевдопростых числах и числах Кармайкла» (PDF) . Опубл. Математика. Дебрецен . 4 (3–4): 201–206. дои : 10.5486/PMD.1956.4.3-4.16 . МР   0079031 . S2CID   253789521 . Архивировано (PDF) из оригинала 11 июня 2011 г.
  18. ^ Глин Харман (2005). «О числе чисел Кармайкла до х ». Бюллетень Лондонского математического общества . 37 (5): 641–650. дои : 10.1112/S0024609305004686 . S2CID   124405969 .
  19. ^ Харман, Глин (2008). «Теорема Ватта о среднем значении и числа Кармайкла». Международный журнал теории чисел . 4 (2): 241–248. дои : 10.1142/S1793042108001316 . МР   2404800 .
  20. ^ Померанс, К. (1981). «О распределении псевдопростых чисел» . Математика. Комп . 37 (156): 587–593. дои : 10.1090/s0025-5718-1981-0628717-0 . JSTOR   2007448 .
  21. ^ Ларсен, Дэниел (20 июля 2022 г.). «Постулат Бертрана для чисел Кармайкла» . Уведомления о международных математических исследованиях . 2023 (15): 13072–13098. arXiv : 2111.06963 . дои : 10.1093/imrn/rnac203 .
  22. ^ Эверетт В. Хоу (октябрь 2000 г.). «Числа Кармайкла высшего порядка». Математика вычислений . 69 (232): 1711–1719. arXiv : math.NT/9812089 . Бибкод : 2000MaCom..69.1711H . дои : 10.1090/s0025-5718-00-01225-4 . JSTOR   2585091 . S2CID   6102830 .

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Arc.Ask3.Ru: конец оригинального документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: F4EF20A68611373D1A95BCDB13DDA7E0__1716430860
URL1:https://en.wikipedia.org/wiki/Carmichael_numbers
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Carmichael number - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть, любые претензии не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, денежную единицу можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)