[問卦] 梅森質數能幹嘛?

作者: eagleofsouth (南方之鷹)   2025-07-02 08:59:54
梅森質數,是型態為2^n-1的質數,n>1,以法國數學家馬蘭‧梅森的名字命名
舉例: 2^3-1=7,2^5-1=31,2^7-1=127都是梅森質數
梅森質數的必要條件是2^n-1中的n為質數,但非充份條件
例如,2^11-1=2047,11是質數,但2047=23*89,不是質數
幫大家科普一下,如何判定2^n-1為梅森質數?
一般用的是盧卡斯-萊默質數判定法
有一個序列為{S_0, S_1, S_2, S_3,...}
S_0=4
對於此序列中的第i項有如下遞迴關係式 :
S_i=(S_(i-1))^2 - 2
S_0=4,S_1=14,S_2=194,S_3=37634,.....
若2^n-1為梅森質數,則此序列中的S_(n-2)可以整除 2^n-1
這個演算法,利用遞迴關係式,每算出S_i立刻除以2^n-1,保留餘數即可。
兩個d位數的數字相乘有d(log(d))的複雜度
要算出S_(n-2)除2^n-1的餘數,必需算出此序列的第n-2項
換言之,對於特定n,要求出2^n-1是否為梅森質數,運算複雜度為n*n*log(n)
譬如一個大約10^7的n,則必需有大約2.3*10^15的運算量
(不是10^7,是大約10^7,10^7不是質數,當然2^(10^7)-1不會是質數)
盧卡斯-萊默質數判定法開啟了梅森質數的大搜尋時代
n很大的時候就很吃CPU的運算能力
每隔幾年就宣稱找到了新的梅森質數
目前找到的最大梅森質數是2^136279841-1,數字爆大。在2024年找到的。
話說回來,梅森質數能幹嘛?找到這麼大的質數要幹嘛?能吃嗎?
有卦乎?
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