黑格納數

黑格納數

黑格納數(Heegner number)指滿足以下性質,非平方數的正整數:其虛二次域Q(√−d)的類數為1,亦即其整數環為唯一分解整環。

黑格納數只有以下九個:1, 2, 3, 7, 11, 19, 43, 67, 163。(OEIS中的數列A003173)。

高斯曾猜測符合上述特性的數只有九個,但未提出證明,1952年庫爾特·黑格納提出不完整的證明,後來由哈羅德·斯塔克提出完整的證明,即為斯塔克–黑格納定理。

歐拉的質數多項式

歐拉的質數多項式如下:

黑格納數 黑格納數

在n=1,...,40時會產生不同的40個質數,這相關於黑格納數163=4·41−1.

黑格納數 黑格納數

歐拉公式, 取值為1,... 40和以下的多項式

黑格納數 黑格納數
黑格納數 黑格納數

讓 取值0,... 39時等效,而Rabinowitz證明了

黑格納數 黑格納數
黑格納數 黑格納數
黑格納數 黑格納數

在 時,多項式為質數的充份必要條件為其判別式 等於負的黑格納數。

黑格納數 黑格納數
黑格納數 黑格納數
黑格納數 黑格納數

(若代入 會得到 一定不是質數,因此最大值只能取到 )

黑格納數 黑格納數
黑格納數 黑格納數

1, 2和3不符合要求,因此符合條件的黑格納數為 ,也就表示可以讓歐拉公式產生質數的p為 ,這些數字被弗朗索瓦·勒·利奧奈稱為歐拉的幸運數。

拉馬努金常數

黑格納數 黑格納數

拉馬努金常數是 的值,是超越數,但非常接近整數:

黑格納數 黑格納數

這個數字是在1859年由數學家夏爾·埃爾米特發現,在1975年愚人節的《科學美國人》,《數學遊戲》的專欄作家馬丁·加德納故意聲稱這個數字其實是整數,而印度數學天才斯里尼瓦瑟·拉馬努金也預測了這個數很接近整數,因此以他的名字來命名。

這個巧合可以用j-invariant的複數乘法及q展開來表示。

註解

黑格納數 黑格納數
黑格納數 黑格納數
黑格納數 黑格納數

Q(√−d)的整數環為唯一分解整環,也就表示Q(√−d)的數字都只有一種因數分解方式,例如Q(√−5)的整數環不是唯一分解整環,因為6可以以兩種方式在 中表成整數乘積: 和 。

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