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幸運數是經由類似埃拉托斯特尼篩法的演算法後留下的整數集合。埃拉托斯特尼篩法是用來產生质数的演算法,幸運數用的篩法與其類似,但是是依據整數在剩下數字數列中的位置來判斷[1]。
幸運數是在1956年在Gardiner, Lazarus、尼古拉斯·梅特罗波利斯以及斯坦尼斯瓦夫·乌拉姆所著的論文中提到了。他們在同一篇論文中也提到了另一個篩「Josephus Flavius之篩」[2],原因是該篩法和约瑟夫斯问题的計數遊戲很類似。
幸運數的一些性質和質數類似,例如也有類似質數定理的漸近特性,有個版本的哥德巴赫猜想是針對幸運數的擴展。有無限多個幸運數。孪生素数和孪生幸運數出現的頻率也相當。不過,若Ln代表第n個幸運數,pn是第n個質數,則當n夠大時,Ln > pn[3]。
因為幸運數和質數的一些類似性質,有些數學家認為用其他的篩法也可以產出有類似性質的整數數列,不過有關此一猜想,目前還沒有足夠的理論基礎。
篩法
由一組由1開始的數列為例:
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,...
1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25,...
然後把數列中的第個數字(設該數字為)的倍數对应的數刪除,即把所有第个数刪除,例如上述例子中,第數字是,所以刪去所有第個數:
1, 3, 7, 9, 13, 15, 19, 21, 25,...
新數列的第項(每次都加上)為,因此將新數列的第個數刪除:
1, 3, 7, 9, 13, 15, 21, 25,...
若一直重複上述的步驟,最後剩下的數就是幸運數 A000959:
幸运素数
幸运素数是既是素数又是幸运数的数。
最小的几个幸运素数为 A031157: 3, 7, 13, 31, 37, 43, 67, 73, 79, 127……
目前猜想有無窮個幸运素数[4]。
參考資料
- ^ Weisstein, Eric W. Lucky Number. mathworld.wolfram.com. [2020-08-11] (英语).
- ^ Gardiner, Verna; Lazarus, R.; Metropolis, N.; Ulam, S. On certain sequences of integers defined by sieves. Mathematics Magazine. 1956, 29 (3): 117–122. ISSN 0025-570X. JSTOR 3029719. Zbl 0071.27002. doi:10.2307/3029719.
- ^ Hawkins, D.; Briggs, W.E. The lucky number theorem. Mathematics Magazine. 1957, 31 (2): 81–84,277–280. ISSN 0025-570X. JSTOR 3029213. Zbl 0084.04202. doi:10.2307/3029213.
- ^ Sloane, N.J.A. (编). Sequence A031157 (Numbers that are both lucky and prime). The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences. OEIS Foundation.