除了π,e,0.618,还有没有其他一些有特殊意义的数?

一直觉得 , 数学和物理中的各种常数是最令人敬畏的东西 , 它们似乎是宇宙诞生之初上帝就已经精心选择好了的 。那一串无限不循环的数字往往会让人陷入一种无底洞般的沉思——为什么这串数字就不是别的 , 偏偏就是这个样呢 。笔者下面举例说明一些 , 期待你有所收获 。

除了π,e,0.618,还有没有其他一些有特殊意义的数?

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特殊形式的素数
费马数(Fermat Number)
费马数是以数学家费马命名一组自然数 , 具有形式:
除了π,e,0.618,还有没有其他一些有特殊意义的数?

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其中n为非负整数 。
若2^n + 1是素数 , 可以得到n必须是2的幂 。所有具有形式2^n + 1的素数必然是费马数 , 这些素数称为费马素数 。已知的费马素数只有F0至F4五个 。
除了π,e,0.618,还有没有其他一些有特殊意义的数?

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1640年 , 费马提出了一个猜想 , 认为所有的费马数都是素数 。这一猜想对最小的5个费马数成立 , 于是费马宣称他找到了表示素数的公式 。然而 , 欧拉在1732年否定了这一猜想 , 他给出了分解式:
F5 = 2^32 + 1 = 4294967297
= 641 × 6700417
费马之后的欧拉 , 尽管推翻了“费马数”的结论(“费马数”即为素数的普遍公式) , 证明了费马小定理的正确性 , 并在《代数指南》中使用“无限下降法” , 使之成为数论研究中很重要的方法技巧之一 , 却依旧未能将众多理论统一起来 , 使初等数论成为一个完备的理论体系 。
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欧洲17世纪数学网络集线器 , 马兰·梅森 , 梅森数
形如2^p-1的一类数 , 其中指数p是素数 , 常记为Mp。如果梅森数是素数 , 就称为梅森素数早在公元前300多年 , 古希腊数学家欧几里得就开创了研究2^p-1的先河 。他在名著《几何原本》第九章中论述完全数时指出:如果2^p-1是素数 , 则 2^p-1(2p-1)是完全数 。
前几个较小的梅森数大都是素数 , 然而梅森数越大 , 梅森素数也就越难出现 。
2019年据外媒报道 , 根据互联网梅森素数大搜索Mersenne Prime Search(GIMPS)项目官方消息 , 来自美国佛罗里达州的一位35岁的IT专业人士发现了人类已知的最大梅森素数 。该素数被称为M82589933 , 是已知的第51个梅森素数2^82589933-1(即2的82589933次方减1) 。
素数是指在大于1的整数中只能被1和其自身整除的数 。素数有无穷多个 , 但目前却只发现有极少量的素数能表示成 2^p-1(p为素数)的形式 , 这就是梅森素数(如3、7、31、127等等) 。它是以17世纪法国数学家马林·梅森的名字命名 。
梅森素数在当代具有十分丰富的理论意义和实用价值 。它是发现已知最大素数的最有效途径;它的探究推动了数学皇后——数论的研究 , 促进了计算技术、程序设计技术、密码技术的发展以及快速傅立叶变换的应用 。
探寻梅森素数最新的意义是:它促进了网格技术的发展 。而网格技术将是一项应用非常广阔、前景十分诱人的技术 。另外 , 探寻梅森素数的方法还可用来测试计算机硬件运算是否正确 。
由于探寻梅森素数需要多种学科和技术的支持 , 所以许多科学家认为:梅森素数的研究成果 , 在一定程度上反映了一个国家的科技水平 。英国顶尖科学家索托伊(M.Sautoy)甚至认为它是标志科学发展的里程碑 。可以相信 , 梅森素数这颗数学海洋中的璀璨明珠正以其独特魅力 , 吸引着更多的有志者去探寻和研究 。


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