[问卦] 梅森质数能干嘛?

楼主: eagleofsouth (南方之鹰)   2025-07-02 08:59:54
梅森质数,是型态为2^n-1的质数,n>1,以法国数学家马兰‧梅森的名字命名
举例: 2^3-1=7,2^5-1=31,2^7-1=127都是梅森质数
梅森质数的必要条件是2^n-1中的n为质数,但非充份条件
例如,2^11-1=2047,11是质数,但2047=23*89,不是质数
帮大家科普一下,如何判定2^n-1为梅森质数?
一般用的是卢卡斯-莱默质数判定法
有一个序列为{S_0, S_1, S_2, S_3,...}
S_0=4
对于此序列中的第i项有如下递回关系式 :
S_i=(S_(i-1))^2 - 2
S_0=4,S_1=14,S_2=194,S_3=37634,.....
若2^n-1为梅森质数,则此序列中的S_(n-2)可以整除 2^n-1
这个算法,利用递回关系式,每算出S_i立刻除以2^n-1,保留余数即可。
两个d位数的数字相乘有d(log(d))的复杂度
要算出S_(n-2)除2^n-1的余数,必需算出此序列的第n-2项
换言之,对于特定n,要求出2^n-1是否为梅森质数,运算复杂度为n*n*log(n)
譬如一个大约10^7的n,则必需有大约2.3*10^15的运算量
(不是10^7,是大约10^7,10^7不是质数,当然2^(10^7)-1不会是质数)
卢卡斯-莱默质数判定法开启了梅森质数的大搜寻时代
n很大的时候就很吃CPU的运算能力
每隔几年就宣称找到了新的梅森质数
目前找到的最大梅森质数是2^136279841-1,数字爆大。在2024年找到的。
话说回来,梅森质数能干嘛?找到这么大的质数要干嘛?能吃吗?
有卦乎?
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