2 n 1的因數分解問題

2021-10-11 03:26:07 字數 1710 閱讀 8611

我們只討論正整數集合的問題,n=2n +1

首先,關於n=2n +1(n=2a, a ∈正整數),事實上它就是費馬數序列,

f0 21+1 =2 ,

f1 22 +1 =5 ,

f2 24+1 =17,

f3 28+1 = 257

f4 216+1 =65537

f5 232+1 =4294967297

法國數學家費馬於2023年提出了以下猜想 [1] :

早已經有人證明,費馬數的因數必然是2n+2*k+1 形。例如n=5時,4294967297=(27×5+1)×(27×52347+1)。

這裡,我們先討論非費馬數的規律,並尋找求其因子的方法。

1、 當n=2i-1, (i∈正整數)

n=2n+1,其因子為:23+1=3.

2、 當n=2*(2i-1), (i∈正整數)

n=2n+1,其因子為:22+1=5.

3、 當n=4*(2i-1), (i∈正整數)

n=2n+1,其因子為:24+1=17.

4、 當n=6*(2i-1), (i∈正整數)

n=2n+1,其因子為:26+1=33=3x11.

5、 當n=7*(2i-1), (i∈正整數)

n=2n+1,其因子為:27+1=129=3x43.

6、 當n=8*(2i-1), (i∈正整數)

n=2n+1,其因子為:28+1=257.

從1-6實際上是乙個整數與乙個奇數的乘積,以上數字包含了所有除0及費馬數以外的所有正整數。(證明略)

從上述推論中我們可以得出:對於任意形如:

n=2n+1,當n=k*(2i-1), (i∈正整數)

其因子為:2k+1,當然,若k也符合上述規律,任然可以繼續沿用此規律。

例1:求n=299+1的因子有哪些?

首先 99=11*9, (注意,指數分解時,其第二項必須是奇數)

則其中乙個因子必為:y1=211+1,

反之,99=9*11,則其另乙個因子必為:y2=29+1,

99=33*3,則其另乙個因子必為:y3=233+1,

因為,33=11*3,其因子為(211+1)

(233+1)=8589934593=3x2863311531=3x3x954437177=3x3x683x1397419

=3x3x683x67x20857

(211+1)=2049=3x683

(29+1) =513 =3x171

所以,n=299+1因子為:3, 67, 171, 683, 20857.

例2:求n=2238+1的因子有哪些?

首先 238=2x7x17=2x119=14x17+34x7,

則其因子為:y1=22+1=5,

y2=214+1=16385=5x3277=5x29x113,

y3=234+1=5x(217+1)x……

這裡,我們又遇到乙個問題:(217+1),當n為質數時,如何進一步求解,首先質數為奇數,其因子必為3,217+1=131073=3x43691,均為質數無法再分。

所以,n=2238+1因子為:3,5,29,113, 43691.

猜測:對於n=(2n+1),當n為質數時,其因子是否只是3和另外乙個質因子。

n為2,3,5,7,11,13,17,19,23均只有3和另外乙個質因子

但 (229+1) = 536870913=3x59x3033169

n=29時,已經出現例外,猜測不成立。

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