ส่วนกลับของจำนวนเฉพาะ
ส่วนกลับของจำนวนเฉพาะเป็นที่สนใจของนักคณิตศาสตร์ด้วยเหตุผลหลายประการ พวกมันไม่มีผลรวมจำกัดดังที่เลออนฮาร์ด ออยเลอร์พิสูจน์ไว้ในปี 1737
เนื่องจากจำนวนตรรกยะส่วนกลับของจำนวนเฉพาะจึงมี การแสดง ทศนิยมซ้ำกันในช่วงบั้นปลายชีวิตจอร์จ แซลมอน (1819–1904) ให้ความสนใจกับคาบซ้ำของการแสดงทศนิยมของส่วนกลับของจำนวนเฉพาะเหล่านี้[ 1 ]
ในเวลาเดียวกันวิลเลียม แชงค์ส (1812–1882) ได้คำนวณค่าผกผันของจำนวนเฉพาะและคาบการซ้ำของจำนวนเฉพาะจำนวนมาก และตีพิมพ์บทความสองฉบับเรื่อง "เกี่ยวกับคาบในค่าผกผันของจำนวนเฉพาะ" ในปี 1873 [ 2 ]และ 1874 [ 3 ]ในปี 1874 เขายังได้ตีพิมพ์ตารางจำนวนเฉพาะและคาบของค่าผกผันของจำนวนเฉพาะจนถึง 20,000 (โดยได้รับความช่วยเหลือและ "สื่อสารโดยบาทหลวงจอร์จ แซลมอน") และชี้ให้เห็นข้อผิดพลาดในตารางก่อนหน้านี้โดยผู้เขียนอีกสามคน[ 4 ]
กฎสำหรับการคำนวณคาบของทศนิยมซ้ำจากเศษส่วนตรรกยะได้รับการกำหนดโดยJames Whitbread Lee Glaisherในปี พ.ศ. 2421 [ 5 ] สำหรับจำนวนเฉพาะpคาบของส่วนกลับของจำนวนเฉพาะ p จะหารp − 1ลงตัว[ 6 ]
ลำดับของคาบการเกิดซ้ำของจำนวนเฉพาะผกผัน(ลำดับA002371ในOEIS )ปรากฏอยู่ในคู่มือลำดับจำนวนเต็มปี 1973
รายการส่วนกลับของจำนวนเฉพาะ
| ไพรม์( p ) | ระยะเวลา | ส่วนกลับ(1/ p ) |
|---|---|---|
| 2 | 0 | 0.5 |
| 3 | † 1 | 0.3 |
| 5 | 0 | 0.2 |
| 7 | * 6 | 0.142857 |
| 11 | † 2 | 0.09 |
| 13 | 6 | 0.076923 |
| 17 | * 16 | 0. 0588235294117647 |
| 19 | * 18 | 0. 052631578947368421 |
| 23 | * 22 | 0. 0434782608695652173913 |
| 29 | * 28 | 0. 0344827586206896551724137931 |
| 31 | 15 | 0. 032258064516129 |
| 37 | † 3 | 0.027 |
| 41 | 5 | 0.02439 |
| 43 | 21 | 0. 023255813953488372093 |
| 47 | * 46 | 0. 0212765957446808510638297872340425531914893617 |
| 53 | 13 | 0. 0188679245283 |
| 59 | * 58 | 0. 0169491525423728813559322033898305084745762711864406779661 |
| 61 | * 60 | 0. 016393442622950819672131147540983606557377049180327868852459 |
| 67 | 33 | 0. 014925373134328358208955223880597 |
| 71 | 35 | 0. 01408450704225352112676056338028169 |
| 73 | 8 | 0.01369863 |
| 79 | 13 | 0. 0126582278481 |
| 83 | 41 | 0. 01204819277108433734939759036144578313253 |
| 89 | 44 | 0. 01123595505617977528089887640449438202247191 |
| 97 | * 96 | 0. 010309278350515463917525773195876288659793814432989690721649484536082474226804123711340206185567 |
| 101 | † 4 | 0.0099 |
| 103 | 34 | 0. 0097087378640776699029126213592233 |
| 107 | 53 | 0. 00934579439252336448598130841121495327102803738317757 |
| 109 | * 108 | 0. 009174311926605504587155963302752293577981651376146788990825688073394495412844036697247706422018348623853211 |
| 113 | * 112 | 0. 0088495575221238938053097345132743362831858407079646017699115044247787610619469026548672566371681415929203539823 |
| 127 | 42 | 0. 007874015748031496062992125984251968503937 |
*จำนวนเฉพาะที่สมบูรณ์จะแสดงเป็นตัวเอียง †จำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกันจะถูกเน้นสี
ไพรม์ที่ทำซ้ำอย่างสมบูรณ์
จำนวน เฉพาะ ที่ซ้ำกันอย่างสมบูรณ์ จำนวนเฉพาะ ที่ซ้ำกันอย่างสมบูรณ์จำนวนเฉพาะแท้[ 7 ] : 166หรือจำนวนเฉพาะยาวในฐานbคือจำนวนเฉพาะคี่p ซึ่งผลหารของแฟร์มาต์
(โดยที่pไม่ หาร b ลงตัว ) จะได้จำนวนวัฏจักรที่มีp − 1 หลัก ดังนั้น การขยายฐานbของจำนวนนี้จะทำซ้ำหลักของจำนวนวัฏจักรที่สอดคล้องกันไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีที่สิ้นสุด
จำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกัน
จำนวนเฉพาะp (โดยที่p ≠ 2, 5 เมื่อทำงานในฐาน 10) เรียกว่าจำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกันหากไม่มีจำนวนเฉพาะq อื่น ใดที่ความยาวคาบของการขยายทศนิยมของส่วนกลับ ของมัน 1/ pเท่ากับความยาวคาบของส่วนกลับของq 1/ q [ 8 ] ตัวอย่างเช่น 3 เป็นจำนวนเฉพาะเพียงตัวเดียวที่มีคาบ 1, 11 เป็นจำนวนเฉพาะเพียงตัวเดียวที่มีคาบ 2, 37 เป็นจำนวนเฉพาะเพียงตัวเดียวที่มีคาบ 3, 101 เป็นจำนวนเฉพาะเพียงตัวเดียวที่มีคาบ 4 ดังนั้นพวกมันจึงเป็นจำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกัน จำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกันที่ใหญ่กว่าถัดไปคือ 9091 ซึ่งมีคาบ 10 แม้ว่าคาบที่ใหญ่กว่าถัดไปคือ 9 (จำนวนเฉพาะของมันคือ 333667) จำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกันได้รับการอธิบายโดยSamuel Yatesในปี 1980 [ 9 ]จำนวนเฉพาะpจะเป็นจำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกันก็ต่อเมื่อมีnอยู่จริงที่
เป็นกำลังของpโดยที่แทน พหุ นามไซโคลโทมิกที่ n ซึ่งประเมิน ค่าที่ nค่าของ n จึงเป็นคาบของการขยายทศนิยมของ 1 / p [ 10 ]
ในปัจจุบัน มีจำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกันหรือ จำนวนเฉพาะที่มีแนวโน้ม จะเป็นจำนวน เฉพาะมากกว่าห้าสิบจำนวนในระบบเลขฐานสิบอย่างไรก็ตามมีจำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกันเพียงยี่สิบสามจำนวนเท่านั้นที่ต่ำกว่า10¹⁰⁰
จำนวนเฉพาะที่ไม่ซ้ำกันในระบบเลขฐานสิบคือ
ลิงก์ภายนอก
- พาร์เกอร์, แมตต์ (14 มีนาคม 2022). "ส่วนกลับของจำนวนเฉพาะ - Numberphile" . YouTube .