在數論上,卡邁克爾數()是正合成數n,且使得對於所有跟n互質的整數b,b^{n-1} \equiv 1 \pmod{n}。
概觀
費馬小定理說明所有質數都有這個性質。在這方面,卡邁克爾數和質數十分相似,所以它們稱為偽質數。
因為這些數的存在,使得费马素性检验變得不可靠。不過,它仍可用於證明一個數是合數。另一方面,隨着數越來越大,卡邁克爾數變得越來越少,1至10^{17}有585 355個卡邁克爾數。
卡邁克爾數的一個等價的定義在Korselt定理(1899年)出現:一個正合成數n是卡邁克爾數,若且唯若n無平方數因數且對於所有n的質因數p,p-1|n-1。
這個定理即時說明了所有卡邁克爾數是奇數。
Korselt雖然發現了這些性質,但不能找到例子。1910年羅伯特·丹尼·卡邁克爾找到了第一個兼最小的有這樣性質的數——561。561 = 3 \times 11 \times 17,無平方数因数,且2|560 ; 10|560 ; 16|560 。
之後的卡邁克爾數:(A002997)
1105 = 5×13×17 (4 | 1104, 12 | 1104, 16 | 1104)
1729 = 7×13×19 (6 | 1728, 12 | 1728, 18 | 1728)
2465 = 5×17×29 (4 | 2464, 16 | 2464, 28 | 2464)
2821 = 7×13×31 (6 | 2820, 12 | 2820, 30 | 2820)
6601 = 7×23×41 (6 | 6600, 22 | 6600, 40 | 6600)
8911 = 7×19×67 (6 | 8910, 18 | 8910, 66 | 8910)
J. Chernick 在1939年證明的一個定理,可以構造卡邁克爾數的一個子集。
對於正整數(6k+1)(12k+1)(18k+1)或(6k+1)(18k+1)(54k^2+12k+1),若其三個因數都是質數,它是卡邁克爾數。
保羅·艾狄胥猜想有無限個卡邁克爾數,1994年 William Alford 、 Andrew Granville 及 Carl Pomerance 證明了這個命題。
此外,對於足夠大的n,1至n之間有至少n^{2/7}個卡邁克爾數。
1992年Löh和Niebuhr找到一些很大的卡邁克爾數,其中一個有1 101 518 個因數且有多於1.6 \times 10^7個位數。
性質
卡邁克爾數有至少3個正質因數。以下是首個k個正質因數的卡邁克爾數,k=3,4,5,...:(A006931)
以下是首十個有4個質因數的卡邁克爾數:(A074379)
更高階的卡邁克爾數
參考
不完全翻譯自英文版。
- Chernick, J. (1935). On Fermat's simple theorem. Bull. Amer. Math. Soc. 45, 269–274.
- Ribenboim, Paolo (1996). The New Book of Prime Number Records.
- Howe, Everett W. (2000). Higher-order Carmichael numbers. Mathematics of Computation 69, 1711–1719. [http://arxiv.org/abs/math.NT/9812089 (online version)]
- Löh, Günter and Niebuhr, Wolfgang (1996). [http://www.ams.org/mcom/1996-65-214/S0025-5718-96-00692-8/S0025-5718-96-00692-8.pdf A new algorithm for constructing large Carmichael numbers] (pdf)
- Korselt (1899). Probleme chinois. L'intermediaire des mathematiciens, 6, 142–143.
- Carmichael, R. D. (1912) On composite numbers P which satisfy the Fermat congruence a^{P-1}\equiv 1\bmod P. Am. Math. Month. 19 22–27.
- Erdős, Paul (1956). On pseudoprimes and Carmichael numbers, Publ. Math. Debrecen 4, 201 –206.
- Alford, Granville and Pomerance (1994). There are infinitely many Carmichael numbers, Ann. of Math. 140(3), 703–722.
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