■素数と素因数分解(その2)

 古代ギリシャ人はn=2,3,5,7,13のとき,2^n−1が素数になることを知っていました.n=11の場合,素数でないこと

  2^11−1=2047=23・89

を発見したのは,ドイツの数学者レギウス(ウーリヒ・リーガー)でした(1536年).

 その後,メルセンヌ素数にn=17,19,31が追加されましたが,フェルマーは

  2^23−1=8388607=47・178481

  2^37−1=137438953471=223・61631877

を発見しています.

 メルセンヌ自身はメルセンヌ素数にn=127を追加しましたが,n=89と107が抜けていました.

  2^67−1=193707721・761838257287

→n=2,3,5,7,13,17,19,31,61,89,107,127,・・・

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【1】フェルマーの定理

 pが素数なら,a^p−aはpで割り切れる.

 pが素数なら,aとpは互いの素ならば,a^p-1−1はpで割り切れる.

 nが素数であることは2^n−1が素数であるための必要条件です.しかし,逆の十分性は成り立ちません.

  2^2−1=3  (素数)

  2^3−1=7  (素数)

  2^5−1=31  (素数)

  2^7−1=127  (素数)

  2^11−1=2047=23・89  (非素数)

  2^13−1=8191  (素数)

 フェルマーの定理の応用性は高く,

  2^4−1=15  (非素数)

  2^6−1=63  (非素数)

  2^8−1=255  (非素数)

  2^9−1=511=7・73  (非素数)

  2^12−1=1023=3・341  (非素数)

などはすぐ判定できます.

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