梅森数

形如2p-1的数,记为Mp,这里p 是素数。1644年,M.梅森证明了当p=2,3,5,7,13,17,19,31时,Mp是素数。到目前为止,只知道28个梅森数是素数,除已提到的8个以外,另外20个是Mp=2p-1,p=61,89,107,127,521,607,1279,2203,2281,3217,4253,4423,9689,9941,11213,19937,21701,23209,44497,86243,其中2-1是所知道的最大素数,长达25962位。

关于梅森数有一些简单性质:

(1)设p是奇素数,素数qMp,则q形如q=2kp+1。

(2)设p=4n+3是一个素数,则2p+1=8n+7是一个素数的充分必要条件是2p+1|Mp。由此推出,23|M11,47|M23,167|M83,263|M131,359|M179,383|M191,479|M239,503|M251等。

(3)设pq,则(MpMq)=M(pq)=1。

19世纪,E.拉库斯给出了一个判断Mp是否为素数的方法:若有墹>0使,且在二次域中有一个单位数ε适合N(ε)=-1,则Mp为素数的充分必要条件是,式中为ε的共轭数。1930年,D.H.莱默尔改进了E.拉库斯的结果,得到判别法则:设p是一个奇素数,定义序列

(n≥0),

则2p-1是素数当且仅当lp-2=0。对于大的Mp,一般都用这个方法在计算机上进行计算来判断它是否为素数。梅森数与偶完全数密切相关,求偶完全数等价于求梅森数中的素数。是否有无穷多个p使Mp为素数,是数论中尚未解决的著名问题。还有一个未曾解决的猜想是:Mp无平方因子。1967年,L.J.沃伦证明了若素数q满足q2|Mp,则

梅森数在诸如代数编码的一些应用学科中有用。