重一數

重一數,就是全是重複數字1的數,比如1111111111111111111。本文為了表示簡單,我們不妨把前面這個數寫作R19,它表示一個由19個1組成的重一數。則,R2=11,R3=111,……以此類推。 有數論基礎的人不難發現,素數個1組成的重一數就是梅桑數底數為10的情況。 重一數看似簡單,但是通過研究重一數的素因子,你可以發現其中隱含著很多有趣的東西。這裡首先引入一個定義——強素因子。 若Rn有素因子p,且對於任何r

含義

重一數,就是全是重複數字1的數,比如1111111111111111111。本文為了表示簡單,我們不妨把前面這個數寫作R19,它表示一個由19個1組成的重一數。則,R2=11,R3=111,……以此類推。

有數論基礎的人不難發現,素數個1組成的重一數就是梅桑數底數為10的情況。

重一數看似簡單,但是通過研究重一數的素因子,你可以發現其中隱含著很多有趣的東西。這裡首先引入一個定義——強素因子。

若Rn有素因子p,且對於任何r<n,都不存在Rr有素因子p,我們稱p為Rn的 強素因子。通俗的說,我們從R2、R3、R4開始寫每個重一數的素因子,強素因子就是那些新出現的素因子。可見,若一個素數是Rm的強素因子,他就不可能再是Rn(n≠m)的強素因子了。不同的同一數,它們強素因子所組成的集合之間沒有交集。

兩個定理

定理1

p為素數的充分必要條件是Rp的所有素因子皆為強素因子。

定理2

一個素數p的倒數的循環節位數為m(素數的倒數皆是純循環小數)的充分必要條件是,p為Rm的強素因子。

定理1的例子比如R7=239x4649,而239,4649都是R7的強素因子,換句話說,R2、R3、R4、R5、R6中皆沒有239和4649這兩個素因子。

定理2的例子即1/239=0.<0041841>,這個式子指0041841為1/239的循環節,可見它為7位。

同樣的,1/4649=0.<0002151>,亦為7位循環節。除了239和4649這兩個素數外,再也沒有素數的倒數是7位循環節了。

定理2說明,一個素數的循環節位數表明了它是哪個重一數的強素因子。我們利用電子計算機技術,可以通過計算一個素數的循環節位數,來尋找大重一數(一般是100以上)的強素因子,繼而對該重一數分解素因子。

定理3

Rn的強素因子是kn+1的形式。(k為自然數)

例子比如:239=34x7+1,4649=664x7+1。由定理3可見,Rn的強素因子一定大於n+1,換句話說,一個素數p,它倒數的循環節位數最大為p-1。

對於定理2、3,應該補充一句:對於2、3、5這三個素數例外,很明顯重一數是不可能把2、5作為素因子的,而對於3來說,1/3=0.<3>,只有1位循環節,但是它卻是R3的強素因子,另外3不是3k+1的形式。定理2、3對於其它素數都是滿足的,這一點也很容易證明。

我們可以看到R2是一個素重一數。容易證明,當n為合數時,Rn一定為合數。那么,有沒有更大一些的素重一數呢?答案是有的,本文開頭所示的R19即為第二個素重一數,下一個素重一數是R23,再下一個便是R317了,之後是R1031,R49081,R86453,R109297,R270343。可見,素重一數的分布是沒有規律的。關於素重一數的研究,可以與梅桑素數的研究相似。

形如(10^n-1)/9的整數,如1,11,111,111,...

一般記為Rn.

為素數的前幾個重一數是2, 19, 23, 317, 1031,

49081, 86453, 109297.

前面幾個的分解式

1 no prime factors

2 11

3 3 37

4 (2) 101

5 41 271

6 (2,3) 7 13

7 239 4649

8 (2,4) 73 137

9 (3) 3 333667

10 (2,5) 9091

11 21649 513239

12 (2,3,4,6) 9901

13 53 79 265371653

14 (2,7) 909091

15 (3,5) 31 2906161

16 (2,4,8) 17 5882353

17 2071723 5363222357

18 (2,3,6,9) 19 52579

19 1111111111111111111

20 (2,4,5,10) L M

L 3541

M 27961

21 (3,7) 43 1933 10838689

22 (2,11) 11 23 4093 8779

23 11111111111111111111111

24 (2,3,4,6,8,12) 99990001

25 (5) 21401 25601 182521213001

26 (2,13) 859 1058313049

27 (3,9) 3 757 440334654777631

28 (2,4,7,14) 29 281 121499449

29 3191 16763 43037 62003 77843839397

30 (2,3,5,6,10,15) 211 241 2161

31 2791 6943319 57336415063790604359

32 (2,4,8,16) 353 449 641 1409 69857

33 (3,11) 67 1344628210313298373

34 (2,17) 103 4013 21993833369

35 (5,7) 71 123551 102598800232111471

36 (2,3,4,6,9,12,18) 999999000001

37 2028119 247629013 2212394296770203368013

38 (2,19) 909090909090909091

39 (3,13) 900900900900990990990991

40 (2,4,5,8,10,20) 1676321 5964848081

41 83 1231 538987 201763709900322803748657942361

42 (2,3,6,7,14,21) 7 127 2689 459691

43 173 1527791 1963506722254397 2140992015395526641

44 (2,4,11,22) 89 1052788969 1056689261

45 (3,5,9,15) 238681 4185502830133110721

46 (2,23) 47 139 2531 549797184491917

47 35121409 316362908763458525001406154038726382279

48 (2,3,4,6,8,12,16,24) 9999999900000001

49 (7) 505885997 1976730144598190963568023014679333

50 (2,5,10,25) 251 5051 78875943472201

51 (3,17) 613 210631 52986961 13168164561429877

52 (2,4,13,26) 521 1900381976777332243781

53 107 1659431 1325815267337711173

47198858799491425660200071

54 (2,3,6,9,18,27) 70541929 14175966169

55 (5,11) 1321 62921 83251631 1300635692678058358830121

56 (2,4,7,8,14,28) 7841 127522001020150503761

57 (3,19) 21319 10749631 3931123022305129377976519

58 (2,29) 59 154083204930662557781201849

59 2559647034361

4340876285657460212144534289928559826755746751

60 (2,3,4,5,6,10,12,15,30) L M

L (20L) 61 4188901

M (20M) 39526741

61 733 4637 329401 974293 1360682471 106007173861643

7061709990156159479

62 (2,31) 909090909090909090909090909091

63 (3,7,9,21) 10837 23311 45613 45121231 1921436048294281

64 (2,4,8,16,32) 19841 976193 6187457 834427406578561

65 (5,13) 162503518711 5538396997364024056286510640780600481

66 (2,3,6,11,22,33) 599144041 183411838171

67 493121 79863595778924342083

28213380943176667001263153660999177245677

68 (2,4,17,34) 28559389 1491383821 2324557465671829

69 (3,23) 277 203864078068831 1595352086329224644348978893

70 (2,5,7,10,14,35) 4147571 265212793249617641

71 241573142393627673576957439049

45994811347886846310221728895223034301839

72 (2,3,4,6,8,9,12,18,24,36) 3169 98641 3199044596370769

73 12171337159 1855193842151350117

49207341634646326934001739482502131487446637

74 (2,37) 7253 422650073734453 296557347313446299

75 (3,5,15,25) 151 4201 15763985553739191709164170940063151

76 (2,4,19,38) 722817036322379041 1369778187490592461

77 (7,11) 5237 42043 29920507

136614668576002329371496447555915740910181043

78 (2,3,6,13,26,39) 13 157 6397 216451 388847808493

79 317 6163 10271 307627 49172195536083790769

3660574762725521461527140564875080461079917

80 (2,4,5,8,10,16,20,40) 5070721 19721061166646717498359681

81 (3,9,27) 3 163 9397 2462401 676421558270641

130654897808007778425046117

82 (2,41) 2670502781396266997 3404193829806058997303

83 3367147378267 9512538508624154373682136329

346895716385857804544741137394505425384477

84 (2,3,4,6,7,12,14,21,28,42) 226549 4458192223320340849

85 (5,17) 262533041 8119594779271

4222100119405530170179331190291488789678081

86 (2,43) 57009401 2182600451 7306116556571817748755241

87 (3,29) 4003 72559

310170251658029759045157793237339498342763245483

88 (2,4,8,11,22,44) 617

16205834846012967584927082656402106953

89 497867 103733951 104984505733 5078554966026315671444089

403513310222809053284932818475878953159

90 (2,3,5,6,9,10,15,18,30,45) 29611 3762091 8985695684401

91 (7,13) 547 14197 17837 4262077 43442141653

316877365766624209 110742186470530054291318013

92 (2,4,23,46) 1289 18371524594609

4181003300071669867932658901

93 (3,31)

900900900900900900900900900900990990990990990990990990990991

94 (2,47) 6299 4855067598095567 297262705009139006771611927

95 (5,19) 191 59281 63841 1289981231950849543985493631

965194617121640791456070347951751

96 (2,3,4,6,8,12,16,24,32,48) 97 206209 66554101249

75118313082913

97 12004721 846035731396919233767211537899097169

109399846855370537540339266842070119107662296580348039

98 (2,7,14,49) 197 5076141624365532994918781726395939035533

99 (3,9,11,33) 199 397 34849

362853724342990469324766235474268869786311886053883

100 (2,4,5,10,20,25,50) L M

L 7019801 14103673319201

M 60101 1680588011350901

101 4531530181816613234555190841

129063282232848961951985354966759

18998088572819375252842078421374368604969

102 (2,3,6,17,34,51) 291078844423 377526955309799110357

103 1031 7034077

153211620887015423991278431667808361439217294295901387715486 $

473457925534859044796980526236853

104 (2,4,8,13,26,52) 1580801

632527440202150745090622412245443923049201

105 (3,5,7,15,21,35) 30703738801 625437743071

57802050308786191965409441

106 (2,53) 9090909090909090909090909090909090909090909090909091

107 643 999809 9885089 215257037 2386760191

511399538427507881 646826950155548399

10288079467222538791302311556310051849

108 (2,3,4,6,9,12,18,27,36,54) 109 153469

59779577156334533866654838281

109 1192679 712767480971213008079 5295275348767234696493

246829743984355435962408390910378218537282105150086881669547

110 (2,5,10,11,22,55) 331 5171 20163494891

318727841165674579776721

111 (3,37) 37 30557051518647307 8845981170865629119271997

90077814396055017938257237117

112 (2,4,7,8,14,16,28,56) 113 73765755896403138401

119968369144846370226083377

113 227 908191467191

538957123122177190652671034266853972984987051734492265550033 $

46881878523705781079015749721646701723

114 (2,3,6,19,38,57) 1458973 753201806271328462547977919407

115 (5,23) 31511 19707665921 20414137203567631

5799951513941382144830754391 122403569491783662720773144041

116 (2,4,29,58) 349 38861 618049

11811806375201836408679635736258669583187541

117 (3,9,13,39) 240396841140769 537947698126879

3352825314499987 2304017384484085131816292573

118 (2,59) 1889 1090805842068098677837

4411922770996074109644535362851087

119 (7,17) 923441 3924966376871

768736559421401249042753476963

323012942148562751650814544437350454640448842187

120 (2,3,4,5,6,8,10,12,15,20,24,30,40,60)

100009999999899989999000000010001

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