レピュニット
レピュニット (レピュニット数、レプユニット数、単位反復数、英: repunit) とは 1, 11, 111, 1111, … のように全ての桁の数字が 1である自然数のことである。この名前は repeated unitを省略した単語であり、アルバート・ベイラーが1964年の論文で命名した[注釈 1]。
10進法における n 桁のレピュニットは の形に表される。n = 2, 19, 23, 317, 1031, ... (オンライン整数列大辞典の数列 A004023) のときに、Rn は素数となる。2進法における n 桁のレピュニットはメルセンヌ数 である。レピュニットが素数であるとき、レピュニット素数(またはレプユニット素数、英: Repunit prime)という。レピュニット素数は無限にあると予想されているが、証明されていない。
レピュニットの性質
編集m が n を割り切るならば、Rm は Rn を割り切る。よって、n が合成数ならば、Rn は合成数となる。
100 を法として 11 と合同な平方数は存在しないから、レピュニットで平方数となるものは 1 だけである。一般に、レピュニットで累乗数となるものは 1 だけであることが知られている (Bugeaud, Mignotte 1999a[2])。
レピュニットは各桁の総乗が 1 となるので、すべてズッカーマン数である。
Rn は、n が3の累乗数のとき(n が 1 = 30 のときも含む)は全てハーシャッド数である。
- nの値と必ず含まれる約数
- など
901型の例
編集前述のとおり、R2n は11つまりR2 で割り切れる。同様に、2×n桁のR2n は、n桁のRn で割り切れる。さらに、nが奇数のとき、Rn は11で割り切れないから、R2 と Rn は互いに素となる。よって、R2nは、R2 × Rn で割り切れて、その商は、n桁の数 100…1 ÷ 11 の計算値となるから、n−1 桁の数 9090…91 である。
これらの関係を表にまとめると、次のようになる。
n(奇数) | 2 × n | R2n | R2nの値(2×n桁) | R2 × Rn | R2 × Rnの値(n+1桁) | R2n ÷ R2 ÷ Rnの値(n−1桁) | R2n ÷ R2 ÷ Rnの素因数分解 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
3 | 6 | R | 6111111 | = | R2 × R3 | 1221 | × | 91 | 7・13 |
5 | 10 | R10 | 1111111111 | R2 × R5 | 122221 | 9091 | 素数 | ||
7 | 14 | R14 | 11111111111111 | R2 × R7 | 12222221 | 909091 | 素数 | ||
9 | 18 | R18 | 111111111111111111 | R2 × R9 | 1222222221 | 90909091 | 7・13・19・52579 | ||
11 | 22 | R22 | 1111111111111111111111 | R2 × R11 | 122222222221 | 9090909091 | 11・23・4093・8779 |
n が偶数のときのR2n、その他 についての例は次のとおり。
- R12 = 11222211 × 9901
- R20 = 1222210000122221 × 9091
- R24 = 112233332211 × 990000999901 = 1111222222221111 × 99990001
- R28 = 1222222100000012222221 × 909091
- R36 = 111111222222222222111111× 999999000001
- R39 = 123333333333321 × 900900900900990990990991
- など
- R 6 = 11 × (9091 + 1010)
- R 8 = 11 × (909091 + 101010)
- R10 = 11 × (90909091 + 10101010)
この節の加筆が望まれています。 |
1と0だけで表す例
編集n | (10n/2 − 1) / 9 | [7] | 10n/2 + 1 |
---|---|---|---|
R 2 | 1 | 1 × 11 | 11 |
R 4 | 11 | 11 × 101 | 101 |
R | 63・37 | 111 × 1001 | 7・11・13 |
R | 811・101 | 1111 × 10001 | 73・137 |
R10 | 41・271 | 11111 × 100001 | 11・9091 |
n | |||
---|---|---|---|
R 2 | 1 × 11 | 1 × 11 | |
R 3 | # | 1 × 111 | |
R 4 | $ | 1 × 1111 | 11 × 101 |
R | 5% | 1 × 11111 | |
R | 6& | 1 × 111111 | 111 × 1001 |
# | 11 × 10101 | ||
R | 7* | 1 × 1111111 | |
R | 8$ | 11 × 1010101 | 1111 × 10001 |
R | 9# | 111 × 1001001 | |
R10 | % | 11 × 101010101 | 11111 × 100001 |
R12 | & | 11 × 10101010101 | 111111 × 1000001 |
$ | 111 × 1001001001 | ||
# | 1111 × 100010001 | ||
R14 | * | 11 × 1010101010101 | 1111111 × 10000001 |
n | ||
---|---|---|
R | 61 × 111 × 1001 | 91・11 |
R12 | 11 × 10101 × 1000001 | 9901・101 |
R18 | 111 × 1001001 × 1000000001 | 999001・1001 |
R24 | 1111 × 100010001 × 1000000000001 | 99990001・10001 |
n | ||
---|---|---|
R 4 | 11 × 101 | |
R | 8101 × 110011 | |
R12 | 1001 × 111000111 | 1221001221 × 91 |
R16 | 10001 × 111100001111 | |
R20 | 100001 × 111110000011111 | 1222210000122221 × 9091 |
R24 | 1000001 × 111111000000111111 | 1221001221001221001221 × 91 |
累乗数 − 累乗数
編集n | Rn×(10n+1) | |||
---|---|---|---|---|
[9][10][11] | ||||
R 2 | 62 − 52 | 62 − 52 | 62 − 52 | |
R 3 | 562 − 552 | 562 − 552 | ||
R 4 | 562 − 452 | 5562 − 5552 | ||
R | 555562 − 55552 | |||
R | 65562 − 4452 | 555562 − 555552 | 50562 − 50452 | 6562 − 5652 |
R | 75555562 − 5555552 | |||
R | 855562 − 44452 | (省略) | ||
R 9 | (省略) | 5005562 − 5004452 | ||
R10 | (省略) | (省略) | 656562 − 565652 | |
R11 | (省略) | |||
R12 | (省略) | (省略) | 500055562 − 500044452 | |
R13 | (省略) | |||
R14 | (省略) | (省略) | 65656562 − 56565652 |
レピュニット素数
編集現在、Rn で n = 2, 19, 23, 317, 1031, 49081 の場合に素数となることが証明されている。しかし桁数が大きい確率的素数 (PRP, probable prime) は素数判定が困難であり、例えば2022年3月に素数であることが証明された R49081 は、1999年に H. Dubner が確率的素数として発見してから P. Underwood によって素数判定されるまで23年を要した[12]。
2007年4月3日、H. Dubner は n=109297 の場合が PRP であると発表し[13]、その後 n≦200000 にはそれ以外の PRP は見つかっていないと報告している[14][リンク切れ]。同年7月15日、M. Voznyy は n=270343 の場合が PRP であると発表した[15]。
2021年4月20日、S. Batalov と R. Propper は n=5794777 を[16]、同年5月8日に n=8177207 を PRP であると発表した[17]。発表時点ではそれぞれが知られている最大の PRP であった。
No. | n | 年 | 発見者 | 素数判定 |
---|---|---|---|---|
1 | 2 | - | - | ○ |
2 | 19 | - | - | ○ |
3 | 23 | - | - | ○ |
4 | 317 | 1978 | Williams | ○ |
5 | 1031 | 1986 | Williams, Dubner | ○ |
6 | 49081 | 1999 | Dubner | ○ |
7 | 86453 | 2000 | Baxter | - |
8 | 109297 | 2007 | Dubner | - |
9 | 270343 | 2007 | Voznyy | - |
10 | 5794777 | 2021 | Batalov, Ryan | - |
11 | 8177207 | 2021 | Batalov, Ryan | - |
(オンライン整数列大辞典の数列 A004023)
レピュニットの素因数分解
編集レピュニットは、2と5を除く素数の積で構成されている[18]。
基数 10 のレピュニットの R1 から R122 までの素因数分解の一覧を示す[19]。
n が素数の場合は背景のセルを水色にして示す。
※ 素因数の数(含重複)
2022年末現在、素因数分解が完全には計算されていない最小のレピュニットは、n=353に当たる数である。
n | ※ | 素因数分解 |
---|---|---|
1 | 0 | 1 |
2 | 1 | 11 (素数) |
3 | 2 | 3・37 |
4 | 2 | 11・ | 101
5 | 2 | 41・271 |
6 | 5 | 3・ 7・11・13・37 |
7 | 2 | 239・4649 |
8 | 4 | 11・73・ | 101・137
9 | 4 | 32・37・ 333667 |
10 | 4 | 11・41・ | 271・9091
11 | 2 | 21649・513239 |
12 | 7 | 3・ 7・11・13・37・ 101・9901 |
13 | 3 | 53・79・265371653 |
14 | 4 | 11・ | 239・4649・909091
15 | 6 | 3・31・37・41・ 271・2906161 |
16 | 6 | 11・17・73・101・137・5882353 |
17 | 2 | 2071723・5363222357 |
18 | 9 | 32・ 7・11・13・19・37・ 52579・333667 |
19 | 1 | 1111111111111111111 (素数) |
20 | 7 | 11・41・ | 101・271・3541・9091・27961
21 | 7 | 3・37・43・239・1933・4649・10838689 |
22 | 7 | 112・23・ | 4093・8779・21649・513239
23 | 1 | 11111111111111111111111 (素数) |
24 | 10 | 3・ 7・11・13・37・73・101・137・9901・99990001 |
25 | 5 | 41・271・ | 21401・25601・182521213001
26 | 6 | 11・53・79・859・265371653・1058313049 |
27 | 7 | 33・37・757・333667・440334654777631 |
28 | 8 | 11・29・ | 101・239・281・4649・909091・121499449
29 | 5 | 3191・16763・43037・62003・77843839397 |
30 | 13 | 3・ 7・11・13・31・37・41・ 211・241・271・2161・9091・2906161 |
31 | 3 | 2791・6943319・57336415063790604359 |
32 | 11 | 11・17・73・101・137・353・449・641・1409・69857・5882353 |
33 | 6 | 3・37・67・21649・513239・1344628210313298373 |
34 | 6 | 11・ | 103・4013・2071723・5363222357・21993833369
35 | 7 | 41・ | 71・239・271・4649・123551・102598800232111471
36 | 12 | 32・ 7・11・13・19・37・ 101・9901・52579・333667・999999000001 |
37 | 3 | 2028119・247629013・2212394296770203368013 |
38 | 3 | 11・ | 909090909090909091・1111111111111111111
39 | 6 | 3・37・53・79・265371653・900900900900990990990991 |
40 | 11 | 11・41・73・101・137・271・3541・9091・27961・1676321・5964848081 |
41 | 4 | 83・1231・538987・201763709900322803748657942361 |
42 | 15 | 3・ 72・11・13・37・43・127・239・1933・2689・4649・459691・909091・10838689 |
43 | 4 | 173・1527791・1963506722254397・2140992015395526641 |
44 | 11 | 112・23・89・101・4093・8779・21649・513239・1052788969・1056689261 |
45 | 10 | 32・31・37・41・271・238681・333667・2906161・4185502830133110721 |
46 | 6 | 11・47・139・2531・549797184491917・11111111111111111111111 |
47 | 2 | 35121409・316362908763458525001406154038726382279 |
48 | 13 | 3・ 7・11・13・17・37・73・ 101・137・9901・5882353・99990001・9999999900000001 |
49 | 4 | 239・4649・ 505885997・1976730144598190963568023014679333 |
50 | 10 | 11・41・ | 251・271・5051・9091・21401・25601・182521213001・78875943472201
51 | 8 | 3・37・ 613・210631・2071723・52986961・5363222357・13168164561429877 |
52 | 9 | 11・53・79・101・521・859・265371653・1058313049・1900381976777332243781 |
53 | 4 | 107・1659431・1325815267337711173 ・7198858799491425660200071 |
54 | 14 | 33・ 7・11・13・19・37・757・52579・333667・70541929・14175966169・440334654777631 |
55 | 8 | 41・271・1321・21649・62921・513239・83251631・1300635692678058358830121 |
56 | 12 | 11・29・73・101・137・239・281・4649・7841・909091・121499449・127522001020150503761 |
57 | 6 | 3・37・ 21319・10749631・1111111111111111111・3931123022305129377976519 |
58 | 8 | 11・59・ | 3191・16763・43037・62003・77843839397・154083204930662557781201849
59 | 2 | 2559647034361・4340876285657460212144534289928559826755746751 |
60 | 20 | 3・ 7・11・13・31・37・41・61・ 101・211・241・271・2161・3541・9091・9901・27961・2906161・4188901・39526741 |
61 | 7 | 733・4637・329401・974293・1360682471・106007173861643・7061709990156159479 |
62 | 5 | 11・ | 2791・6943319・57336415063790604359・909090909090909090909090909091
63 | 14 | 32・37・43・239・1933・4649・10837・23311・45613・333667・10838689・45121231・1921436048294281 |
64 | 15 | 11・17・73・101・137・353・449・641・1409・19841・69857・976193・5882353・6187457・834427406578561 |
65 | 7 | 41・ | 53・79・271・265371653・162503518711・5538396997364024056286510640780600481
66 | 15 | 3・ 7・112・13・23・37・67・4093・8779・21649・513239・599144041・183411838171・1344628210313298373 |
67 | 3 | 493121・79863595778924342083・28213380943176667001263153660999177245677 |
68 | 10 | 11・ | 101・103・4013・2071723・28559389・1491383821・5363222357・21993833369・2324557465671829
69 | 6 | 3・37・ 277・203864078068831・11111111111111111111111・1595352086329224644348978893 |
70 | 12 | 11・41・71・239・271・4649・9091・123551・909091・4147571・102598800232111471・265212793249617641 |
71 | 2 | 241573142393627673576957439049・45994811347886846310221728895223034301839 |
72 | 18 | 32・ 7・11・13・19・37・73・101・137・3169・9901・52579・98641・333667・99990001・999999000001・3199044596370769 |
73 | 3 | 12171337159・1855193842151350117・49207341634646326934001739482502131487446637 |
74 | 7 | 11・ | 7253・2028119・247629013・422650073734453・296557347313446299・2212394296770203368013
75 | 12 | 3・31・37・41・ 151・271・4201・21401・25601・2906161・182521213001・15763985553739191709164170940063151 |
76 | 6 | 11・ | 101・722817036322379041・909090909090909091・1111111111111111111・1369778187490592461
77 | 8 | 239・4649・5237・21649・42043・513239・29920507・136614668576002329371496447555915740910181043 |
78 | 15 | 3・ 7・11・132・37・53・79・157・859・6397・216451・265371653・1058313049・388847808493・900900900900990990990991 |
79 | 6 | 317・6163・10271・307627・49172195536083790769・3660574762725521461527140564875080461079917 |
80 | 15 | 11・17・41・73・101・137・271・3541・9091・27961・1676321・5070721・5882353・5964848081・19721061166646717498359681 |
81 | 13 | 34・37・163・757・9397・333667・2462401・440334654777631・676421558270641・130654897808007778425046117 |
82 | 7 | 11・83・1231・538987・2670502781396266997・3404193829806058997303・201763709900322803748657942361 |
83 | 3 | 3367147378267・9512538508624154373682136329・346895716385857804544741137394505425384477 |
84 | 21 | 3・ 72・11・13・29・37・43・101・127・239・281・1933・2689・4649・9901・226549・459691・909091・10838689・121499449・4458192223320340849 |
85 | 7 | 41・271・ | 2071723・262533041・5363222357・8119594779271・4222100119405530170179331190291488789678081
86 | 8 | 11・ | 173・1527791・57009401・2182600451・1963506722254397・2140992015395526641・7306116556571817748755241
87 | 10 | 3・37・ 3191・4003・16763・43037・62003・72559・77843839397・310170251658029759045157793237339498342763245483 |
88 | 15 | 112・23・73・89・101・137・617・4093・8779・21649・513239・1052788969・1056689261・16205834846012967584927082656402106953 |
89 | 5 | 497867・103733951・104984505733・5078554966026315671444089・403513310222809053284932818475878953159 |
90 | 22 | 32・ 7・11・13・19・31・37・41・211・241・271・2161・9091・29611・52579・238681・333667・2906161・3762091・8985695684401・4185502830133110721 |
91 | 12 | 53・79・239・547・4649・14197・17837・4262077・265371653・43442141653・316877365766624209・110742186470530054291318013 |
92 | 10 | 11・47・101・139・1289・2531・18371524594609・549797184491917・11111111111111111111111・4181003300071669867932658901 |
93 | 6 | 3・37・ 2791・6943319・57336415063790604359・900900900900900900900900900900990990990990990990990990990991 |
94 | 6 | 11・ | 6299・35121409・4855067598095567・297262705009139006771611927・316362908763458525001406154038726382279
95 | 8 | 41・191・271・59281・63841・1111111111111111111・1289981231950849543985493631・965194617121640791456070347951751 |
96 | 22 | 3・ 7・11・13・17・37・73・97・101・137・353・449・641・1409・9901・69857・206209・5882353・99990001・66554101249・75118313082913・9999999900000001 |
97 | 3 | 12004721・846035731396919233767211537899097169・109399846855370537540339266842070119107662296580348039 |
98 | 8 | 11・ | 197・239・4649・909091・505885997・1976730144598190963568023014679333・5076141624365532994918781726395939035533
99 | 12 | 32・37・67・199・397・21649・34849・333667・513239・1344628210313298373・362853724342990469324766235474268869786311886053883 |
100 | 17 | 11・41・ | 101・251・271・3541・5051・9091・21401・25601・27961・60101・7019801・182521213001・14103673319201・78875943472201・1680588011350901
101 | 3 | 4531530181816613234555190841・129063282232848961951985354966759・18998088572819375252842078421374368604969 |
102 | 16 | 3・ 7・11・13・37・ 103・613・4013・210631・2071723・52986961・5363222357・21993833369・291078844423・13168164561429877・377526955309799110357 |
103 | 3 | 1031・7034077・153211620887015423991278431667808361439217294295901387715486473457925534859044796980526236853 |
104 | 13 | 11・53・73・79・101・137・521・859・1580801・265371653・1058313049・1900381976777332243781・632527440202150745090622412245443923049201 |
105 | 17 | 3・31・37・41・43・71・239・271・1933・4649・123551・2906161・10838689・30703738801・625437743071・102598800232111471・57802050308786191965409441 |
106 | 6 | 11・ | 107・1659431・1325815267337711173・47198858799491425660200071・9090909090909090909090909090909090909090909090909091
107 | 8 | 643・999809・9885089・215257037・2386760191・511399538427507881・646826950155548399・10288079467222538791302311556310051849 |
108 | 20 | 33・ 7・11・13・19・37・101・109・757・9901・52579・153469・333667・70541929・14175966169・999999000001・440334654777631・59779577156334533866654838281 |
109 | 4 | 1192679・712767480971213008079・5295275348767234696493・246829743984355435962408390910378218537282105150086881669547 |
110 | 18 | 112・23・41・271・331・1321・4093・5171・8779・9091・21649・62921・513239・83251631・20163494891・318727841165674579776721・1300635692678058358830121 |
111 | 9 | 3・372・2028119・247629013・30557051518647307・2212394296770203368013・8845981170865629119271997・90077814396055017938257237117 |
112 | 17 | 11・17・29・73・101・113・137・239・281・4649・7841・909091・5882353・121499449・73765755896403138401・127522001020150503761・119968369144846370226083377 |
113 | 3 | 227・908191467191・53895712312217719065267103426685397298498705173449226555003346881878523705781079015749721646701723 |
114 | 12 | 3・ 7・11・13・37・ 21319・1458973・10749631・909090909090909091・1111111111111111111・3931123022305129377976519・ 753201806271328462547977919407 |
115 | 8 | 41・271・ | 31511・19707665921・20414137203567631・11111111111111111111111・5799951513941382144830754391・122403569491783662720773144041
116 | 13 | 11・59・ | 101・349・3191・16763・38861・43037・62003・618049・77843839397・154083204930662557781201849・ 11811806375201836408679635736258669583187541
117 | 12 | 32・37・53・79・333667・265371653・240396841140769・537947698126879・3352825314499987・900900900900990990990991・ 2304017384484085131816292573 |
118 | 6 | 11・ | 1889・2559647034361・1090805842068098677837・4411922770996074109644535362851087・4340876285657460212144534289928559826755746751
119 | 8 | 239・4649・ 923441・2071723・5363222357・3924966376871・768736559421401249042753476963・323012942148562751650814544437350454640448842187 |
120 | 26 | 3・ 7・11・13・31・37・41・61・73・101・137・211・241・271・2161・3541・9091・9901・27961・1676321・2906161・4188901・39526741・99990001・5964848081・100009999999899989999000000010001 |
121 | 6 | 15973・21649・38237・274187・513239・597149176209530412360795391497657340159943421992502538230831481682232969649167277637825641074323 |
122 | 10 | 11・733・4637・81131・329401・974293・1360682471・106007173861643・7061709990156159479・11205222530116836855321528257890437575145023592596037161 |
一般化
編集10以外の基数に対してもレピュニットを定義することができる。基数 a に対して n 桁のレピュニットは と定義される。
前述のとおり、a = 2 のときのレピュニットはメルセンヌ数である。また、a が素数ならば、これは an−1 の約数の和に一致する。
基数 a ≤ 100 のレピュニットが累乗数となるのは R5(3) = 112, R4(7) = 202, R3(18) = 73 の場合しかない(Bugeaud 1999b[20])。
Fd(x) を d 次の円分多項式とすると、
と表すことができる。
脚注
編集注釈
編集出典
編集- ^ Beiler 1964, p. 83.
- ^ Yann Bugeaud; M. Mignotte (1999). “On integers with identical digits”. Mathematika 46: 411–417.
- ^ 电算游戏(六)“901”型的等式队列_屏山老马_新浪博客
- ^ 电算游戏(六)之二“9090…91”型数等式队列_屏山老马_新浪博客
- ^ 1111…1という数(レピュニット)の素因数分解を納得する - アジマティクス
- ^ Aufgaben und Lösungen 1. Runde 2016
- ^ Factors of 10n − 1,10 n + 1,2n − 1 and 2 n + 1.
- ^ World!Of Numbers
- ^ Number Theory の話題(Repunit Number と Zsigmondy's Theorem)
- ^ nombre - onze en maths
- ^ persistance et repdigits
- ^ Paul Underwood (2022年3月21日). “R49081 is prime!”. MersenneForum. 2022年3月29日閲覧。
- ^ Harvey Dubner, R109297 に関するアナウンス、Number Theory List
- ^ “Yahoo! Groups” (英語). groups.yahoo.com. 2018年4月6日閲覧。
- ^ Maksym Voznyy, R270343 に関するアナウンス、Number Theory List
- ^ “New repunit (PRP) primes found”. MersenneForum (2021年4月20日). 2022年3月29日閲覧。
- ^ “It is R8177207”. MersenneForum (2021年5月8日). 2022年3月29日閲覧。
- ^ 『レプユニット数』 - 高校数学の美しい物語
- ^ 鎌田誠. “11...11 (レピュニット) の素因数分解”. STUDIO KAMADA. 2022年3月29日閲覧。
- ^ Yann Bugeaud, On the Diophantine equation , Number Theory (Turku, 1999), de Gruyter, 2001, pp. 19–24.
参考文献
編集- Beiler, Albert H. (2013) [1964], Recreations in the Theory of Numbers: The Queen of Mathematics Entertains, Dover Recreational Math (2nd Revised ed.), New York: Dover Publications, ISBN 978-0-486-21096-4
- Dickson, Leonard Eugene; Cresse, G.H. (1999-04-24), History of the Theory of Numbers, AMS Chelsea Publishing, Volume I (2nd Reprinted ed.), Providence, Rhode Island: American Mathematical Society, ISBN 978-0-8218-1934-0
- Francis, Richard L. (1988-05), “Mathematical Haystacks: Another Look at Repunit Numbers”, The College Mathematics Journal 19 (3): 240-246
- Ribenboim, Paulo (1996-02-02), The New Book of Prime Number Records, Computers and Medicine (3rd ed.), New York: Springer, ISBN 978-0-387-94457-9
- Yates, Samuel (1982-05), Repunits and repetends, FL: Delray Beach, ISBN 978-0-9608652-0-8
関連項目
編集外部リンク
編集- 『レプユニット数』 - 高校数学の美しい物語
- 11...11 (レピュニット) の素因数分解(n = 20万までの一覧)
- Factorizations of Repunit Numbers (n = 14980までの一覧)
- 纯元数的实验与探究
- collection de nombres, rep-unit
- Weisstein, Eric W. "Repunit". mathworld.wolfram.com (英語).