ºÝºÝߣ

ºÝºÝߣShare a Scribd company logo
Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.




                           Sebastian Agata




                              sierpie? 2012




Sebastian Agata ()    Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   1 / 12
Jak szybko sprawdzi?, czy liczba 2k     ?1     jest pierwsza?




    Sebastian Agata ()   Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   2 / 12
Twierdzenie.
Je¡Àli   p   jest liczb? pierwsz? nieparzyst? to ka?dy dzielnik liczby 2p        ?1      jest
postaci 2kp       +1    dla pewnego   k   ¡Ý0    .


                A dzielniki pierwsze liczby 2p ? 1
                B dzielniki dowolne liczby 2p ? 1




        Sebastian Agata ()      Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012     3 / 12
Twierdzenie (Fermat - 1640 rok)

Dla dowolnej liczby pierwszej p i dowolnego a nie podzielnego przez p

zachodzi:



                           a
                               p ?1   ¡Ô 1 (mod p )        .




    Sebastian Agata ()   Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   4 / 12
Lemat.

(2a ? 1, 2b ? 1) = 2(a,b) ? 1               .


dygresja na temat algorytmu Euklidesa
Dla liczb ca?kowitych          a b ,    przy czym       b   >0    istnieje dok?adnie jedna para
liczb ca?kowitych         ,
                         q r



                               a   = q ¡¤ b + r,         oraz      0   ¡Ü r < b.

?atwo zauwa?y?, ?e


                                       (a, b) = (b, r = a ? q ¡¤ b)




    Sebastian Agata ()                 Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.       sierpie? 2012   5 / 12
Lemat.

(2a ? 1, 2b ? 1) = 2(a,b) ? 1               .


dygresja na temat algorytmu Euklidesa
Dla liczb ca?kowitych          a b ,    przy czym       b   >0    istnieje dok?adnie jedna para
liczb ca?kowitych         ,
                         q r



                               a   = q ¡¤ b + r,         oraz      0   ¡Ü r < b.

?atwo zauwa?y?, ?e


                                       (a, b) = (b, r = a ? q ¡¤ b)




    Sebastian Agata ()                 Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.       sierpie? 2012   5 / 12
20=6¡¤3+2
                                     3=1¡¤2+1
                                     2=2¡¤1+0



                     (20, 3) = (3, 2 = 20 ? 6 ¡¤ 3) =
                            = (2, 1 = 3 ? 1 ¡¤ 2) = (1, 0) = 1




Sebastian Agata ()           Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   6 / 12
20=6¡¤3+2
                                     3=1¡¤2+1
                                     2=2¡¤1+0



                     (20, 3) = (3, 2 = 20 ? 6 ¡¤ 3) =
                            = (2, 1 = 3 ? 1 ¡¤ 2) = (1, 0) = 1




Sebastian Agata ()           Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   6 / 12
(2a ? 1, 2b ? 1) = (2a ? 1) ? (2b ? 1), 2b ? 1 =
                     = (2a ? 2b , 2b ? 1) = (2b (2a?b ? 1), 2b ? 1)
                     = (2a?b ? 1, 2b ? 1) = . . . =
                     = (2(a,b) ? 1, 0) = 2(a,b) ? 1




Sebastian Agata ()     Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   7 / 12
q   | 2p ? 1 oraz    q     ¡ÊP
q   | 2q?1 ? 1.
                               (2p ? 1, 2q?1 ? 1) = 2(p,q?1) ? 1.


          q   | 2p ? 1     q   | 2 q ?1 ? 1   .                q   | 2(p,q?1) ? 1




      Sebastian Agata ()             Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.          sierpie? 2012   8 / 12
q   | 2p ? 1 oraz    q     ¡ÊP
q   | 2q?1 ? 1.
                               (2p ? 1, 2q?1 ? 1) = 2(p,q?1) ? 1.


          q   | 2p ? 1     q   | 2 q ?1 ? 1   .                q   | 2(p,q?1) ? 1




      Sebastian Agata ()             Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.          sierpie? 2012   8 / 12
q   | 2p ? 1 oraz    q     ¡ÊP
q   | 2q?1 ? 1.
                               (2p ? 1, 2q?1 ? 1) = 2(p,q?1) ? 1.


          q   | 2p ? 1     q   | 2 q ?1 ? 1   .                q   | 2(p,q?1) ? 1




      Sebastian Agata ()             Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.          sierpie? 2012   8 / 12
2(p ,q ?1)   ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1          .


                                        q   ? 1 = tp
                                        q   = tp + 1
                                   tp   jest parzysta.
                                            t = 2k

                                      q     = 2kp + 1




     Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   9 / 12
2(p ,q ?1)   ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1          .


                                        q   ? 1 = tp
                                        q   = tp + 1
                                   tp   jest parzysta.
                                            t = 2k

                                      q     = 2kp + 1




     Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   9 / 12
2(p ,q ?1)   ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1          .


                                        q   ? 1 = tp
                                        q   = tp + 1
                                   tp   jest parzysta.
                                            t = 2k

                                      q     = 2kp + 1




     Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   9 / 12
2(p ,q ?1)   ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1          .


                                        q   ? 1 = tp
                                        q   = tp + 1
                                   tp   jest parzysta.
                                            t = 2k

                                      q     = 2kp + 1




     Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   9 / 12
2(p ,q ?1)   ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1          .


                                        q   ? 1 = tp
                                        q   = tp + 1
                                   tp   jest parzysta.
                                            t = 2k

                                      q     = 2kp + 1




     Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   9 / 12
2(p ,q ?1)   ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1          .


                                        q   ? 1 = tp
                                        q   = tp + 1
                                   tp   jest parzysta.
                                            t = 2k

                                      q     = 2kp + 1




     Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   9 / 12
2(p ,q ?1)   ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1          .


                                        q   ? 1 = tp
                                        q   = tp + 1
                                   tp   jest parzysta.
                                            t = 2k

                                      q     = 2kp + 1




     Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   9 / 12
Twierdzenie.
Je¡Àli   p   jest liczb? pierwsz? nieparzyst? to ka?dy dzielnik liczby 2p         ?1     jest
postaci 2kp       +1    dla pewnego   k   ¡Ý0    .


                A dzielniki pierwsze liczby 2p ? 1
                B dzielniki dowolne liczby 2p ? 1


                       (2ap + 1)(2bp + 1) = 2(2abp + a + b)p + 1




        Sebastian Agata ()      Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012    10 / 12
makelist   ([k , 2k ? 1, primep (2k ? 1)], k , 1, 20);

                                    10       1023        false
                                    11       2047        false
                                    12       4095        false
                                    13       8191        true
                                    14      16383        false
                                    15      32767        false
                                    16      65535        false
                                    17      131071       true
                                    18      262143       false
                                    19      524287       true
                                    20     1048575       false




    Sebastian Agata ()         Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.   sierpie? 2012   11 / 12
Badamy czy rzeczywi¡Àcie 219  ? 1 = 524287 ¡Ê P.
Badamy dzielniki pierwsze liczby 219 ? 1 , kt¨®re s? mniejsze od 724
poniewa?
                                 ¡Ì
                                     524287      ¡Ö 724.077

Z ostatniego twierdzenia wiemy, ?e dzielniki liczby 219                ?1   s? postaci
2k   ¡¤ 19 + 1 = 38k + 1    .


                                  39,77,115,153,191,
                                229,267,305,343,381,
                                419,457,495,533,571,
                                 609,647,685,723,761




      Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.        sierpie? 2012   12 / 12
Badamy czy rzeczywi¡Àcie 219  ? 1 = 524287 ¡Ê P.
Badamy dzielniki pierwsze liczby 219 ? 1 , kt¨®re s? mniejsze od 724
poniewa?
                                 ¡Ì
                                     524287      ¡Ö 724.077

Z ostatniego twierdzenia wiemy, ?e dzielniki liczby 219                ?1   s? postaci
2k   ¡¤ 19 + 1 = 38k + 1    .


                                  39,77,115,153,191,
                                229,267,305,343,381,
                                419,457,495,533,571,
                                 609,647,685,723,761




      Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.        sierpie? 2012   12 / 12
Badamy czy rzeczywi¡Àcie 219  ? 1 = 524287 ¡Ê P.
Badamy dzielniki pierwsze liczby 219 ? 1 , kt¨®re s? mniejsze od 724
poniewa?
                                 ¡Ì
                                     524287      ¡Ö 724.077

Z ostatniego twierdzenia wiemy, ?e dzielniki liczby 219                ?1   s? postaci
2k   ¡¤ 19 + 1 = 38k + 1    .


                                  39,77,115,153,191,
                                229,267,305,343,381,
                                419,457,495,533,571,
                                 609,647,685,723,761




      Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.        sierpie? 2012   12 / 12
Badamy czy rzeczywi¡Àcie 219  ? 1 = 524287 ¡Ê P.
Badamy dzielniki pierwsze liczby 219 ? 1 , kt¨®re s? mniejsze od 724
poniewa?
                                 ¡Ì
                                     524287      ¡Ö 724.077

Z ostatniego twierdzenia wiemy, ?e dzielniki liczby 219                ?1   s? postaci
2k   ¡¤ 19 + 1 = 38k + 1    .


                                  39,77,115,153,191,
                                229,267,305,343,381,
                                419,457,495,533,571,
                                 609,647,685,723,761




      Sebastian Agata ()       Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze.        sierpie? 2012   12 / 12

More Related Content

Liczby pierwsze

  • 1. Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. Sebastian Agata sierpie? 2012 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 1 / 12
  • 2. Jak szybko sprawdzi?, czy liczba 2k ?1 jest pierwsza? Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 2 / 12
  • 3. Twierdzenie. Je¡Àli p jest liczb? pierwsz? nieparzyst? to ka?dy dzielnik liczby 2p ?1 jest postaci 2kp +1 dla pewnego k ¡Ý0 . A dzielniki pierwsze liczby 2p ? 1 B dzielniki dowolne liczby 2p ? 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 3 / 12
  • 4. Twierdzenie (Fermat - 1640 rok) Dla dowolnej liczby pierwszej p i dowolnego a nie podzielnego przez p zachodzi: a p ?1 ¡Ô 1 (mod p ) . Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 4 / 12
  • 5. Lemat. (2a ? 1, 2b ? 1) = 2(a,b) ? 1 . dygresja na temat algorytmu Euklidesa Dla liczb ca?kowitych a b , przy czym b >0 istnieje dok?adnie jedna para liczb ca?kowitych , q r a = q ¡¤ b + r, oraz 0 ¡Ü r < b. ?atwo zauwa?y?, ?e (a, b) = (b, r = a ? q ¡¤ b) Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 5 / 12
  • 6. Lemat. (2a ? 1, 2b ? 1) = 2(a,b) ? 1 . dygresja na temat algorytmu Euklidesa Dla liczb ca?kowitych a b , przy czym b >0 istnieje dok?adnie jedna para liczb ca?kowitych , q r a = q ¡¤ b + r, oraz 0 ¡Ü r < b. ?atwo zauwa?y?, ?e (a, b) = (b, r = a ? q ¡¤ b) Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 5 / 12
  • 7. 20=6¡¤3+2 3=1¡¤2+1 2=2¡¤1+0 (20, 3) = (3, 2 = 20 ? 6 ¡¤ 3) = = (2, 1 = 3 ? 1 ¡¤ 2) = (1, 0) = 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 6 / 12
  • 8. 20=6¡¤3+2 3=1¡¤2+1 2=2¡¤1+0 (20, 3) = (3, 2 = 20 ? 6 ¡¤ 3) = = (2, 1 = 3 ? 1 ¡¤ 2) = (1, 0) = 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 6 / 12
  • 9. (2a ? 1, 2b ? 1) = (2a ? 1) ? (2b ? 1), 2b ? 1 = = (2a ? 2b , 2b ? 1) = (2b (2a?b ? 1), 2b ? 1) = (2a?b ? 1, 2b ? 1) = . . . = = (2(a,b) ? 1, 0) = 2(a,b) ? 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 7 / 12
  • 10. q | 2p ? 1 oraz q ¡ÊP q | 2q?1 ? 1. (2p ? 1, 2q?1 ? 1) = 2(p,q?1) ? 1. q | 2p ? 1 q | 2 q ?1 ? 1 . q | 2(p,q?1) ? 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 8 / 12
  • 11. q | 2p ? 1 oraz q ¡ÊP q | 2q?1 ? 1. (2p ? 1, 2q?1 ? 1) = 2(p,q?1) ? 1. q | 2p ? 1 q | 2 q ?1 ? 1 . q | 2(p,q?1) ? 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 8 / 12
  • 12. q | 2p ? 1 oraz q ¡ÊP q | 2q?1 ? 1. (2p ? 1, 2q?1 ? 1) = 2(p,q?1) ? 1. q | 2p ? 1 q | 2 q ?1 ? 1 . q | 2(p,q?1) ? 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 8 / 12
  • 13. 2(p ,q ?1) ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1 . q ? 1 = tp q = tp + 1 tp jest parzysta. t = 2k q = 2kp + 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 9 / 12
  • 14. 2(p ,q ?1) ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1 . q ? 1 = tp q = tp + 1 tp jest parzysta. t = 2k q = 2kp + 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 9 / 12
  • 15. 2(p ,q ?1) ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1 . q ? 1 = tp q = tp + 1 tp jest parzysta. t = 2k q = 2kp + 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 9 / 12
  • 16. 2(p ,q ?1) ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1 . q ? 1 = tp q = tp + 1 tp jest parzysta. t = 2k q = 2kp + 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 9 / 12
  • 17. 2(p ,q ?1) ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1 . q ? 1 = tp q = tp + 1 tp jest parzysta. t = 2k q = 2kp + 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 9 / 12
  • 18. 2(p ,q ?1) ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1 . q ? 1 = tp q = tp + 1 tp jest parzysta. t = 2k q = 2kp + 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 9 / 12
  • 19. 2(p ,q ?1) ? 1 > 1 ? (p , q ? 1) > 1 ? (p , q ? 1) = p ? p | q ? 1 . q ? 1 = tp q = tp + 1 tp jest parzysta. t = 2k q = 2kp + 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 9 / 12
  • 20. Twierdzenie. Je¡Àli p jest liczb? pierwsz? nieparzyst? to ka?dy dzielnik liczby 2p ?1 jest postaci 2kp +1 dla pewnego k ¡Ý0 . A dzielniki pierwsze liczby 2p ? 1 B dzielniki dowolne liczby 2p ? 1 (2ap + 1)(2bp + 1) = 2(2abp + a + b)p + 1 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 10 / 12
  • 21. makelist ([k , 2k ? 1, primep (2k ? 1)], k , 1, 20); 10 1023 false 11 2047 false 12 4095 false 13 8191 true 14 16383 false 15 32767 false 16 65535 false 17 131071 true 18 262143 false 19 524287 true 20 1048575 false Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 11 / 12
  • 22. Badamy czy rzeczywi¡Àcie 219 ? 1 = 524287 ¡Ê P. Badamy dzielniki pierwsze liczby 219 ? 1 , kt¨®re s? mniejsze od 724 poniewa? ¡Ì 524287 ¡Ö 724.077 Z ostatniego twierdzenia wiemy, ?e dzielniki liczby 219 ?1 s? postaci 2k ¡¤ 19 + 1 = 38k + 1 . 39,77,115,153,191, 229,267,305,343,381, 419,457,495,533,571, 609,647,685,723,761 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 12 / 12
  • 23. Badamy czy rzeczywi¡Àcie 219 ? 1 = 524287 ¡Ê P. Badamy dzielniki pierwsze liczby 219 ? 1 , kt¨®re s? mniejsze od 724 poniewa? ¡Ì 524287 ¡Ö 724.077 Z ostatniego twierdzenia wiemy, ?e dzielniki liczby 219 ?1 s? postaci 2k ¡¤ 19 + 1 = 38k + 1 . 39,77,115,153,191, 229,267,305,343,381, 419,457,495,533,571, 609,647,685,723,761 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 12 / 12
  • 24. Badamy czy rzeczywi¡Àcie 219 ? 1 = 524287 ¡Ê P. Badamy dzielniki pierwsze liczby 219 ? 1 , kt¨®re s? mniejsze od 724 poniewa? ¡Ì 524287 ¡Ö 724.077 Z ostatniego twierdzenia wiemy, ?e dzielniki liczby 219 ?1 s? postaci 2k ¡¤ 19 + 1 = 38k + 1 . 39,77,115,153,191, 229,267,305,343,381, 419,457,495,533,571, 609,647,685,723,761 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 12 / 12
  • 25. Badamy czy rzeczywi¡Àcie 219 ? 1 = 524287 ¡Ê P. Badamy dzielniki pierwsze liczby 219 ? 1 , kt¨®re s? mniejsze od 724 poniewa? ¡Ì 524287 ¡Ö 724.077 Z ostatniego twierdzenia wiemy, ?e dzielniki liczby 219 ?1 s? postaci 2k ¡¤ 19 + 1 = 38k + 1 . 39,77,115,153,191, 229,267,305,343,381, 419,457,495,533,571, 609,647,685,723,761 Sebastian Agata () Du?e ale nie za du?e liczby pierwsze. sierpie? 2012 12 / 12