じじぃの「フェルマーの予想・素数を導く式がある?面白い雑学」

Fermat number Fn


Fermat number

The first five Fermat numbers (for
where n is a nonnegative integer.
https://mathsbyagirl.wordpress.com/2016/03/18/fermat-primes/

『超 面白くて眠れなくなる数学』

桜井進/著 PHP研究所 2021年発行

Part2 読み出すととまらなくなる数学 より

小惑星探査機「はやぶさ」と素数の冒険

はやぶさ」と並ぶ偉大な冒険

2020年12月6日、小惑星探査機「はやぶさ2」に搭載された再突入カプセルが地球に帰還しました。その10年前、2010年6月13日には初号「はやぶさ」が60億キロメートルにおよぶ宇宙の旅を終えて地球帰還に成功しました。
数々の困難を乗り越えて、大気圏に投入したはやぶさの姿に、多くの日本人が感動を覚えました。

はやぶさのドラマティックな冒険。
一方、数学の世界の「フェルマー数」を巡る冒険でも、はやぶさと同じくらいに壮大な物語があったことは、あまり知られていません。

その旅を語るにあたり、まずは次の数字をご覧ください。(画像参照)

4294967297

これはΓ  = 」とあらわされるフェルマー数と呼ばれている数字です。

この数の正体を解いたのは、スイスのレオンハルト・オイラーです。
17世紀、フランスのピェール・ド・フェルマー(1601~1665)は、2の(2n)乗 + 1であらわされる数の面白い性質を発見しました。

F0からF4はすべて「素数」です。素数とは、例えば「2」「3」「5」「7」のように「1」とその数自身に約数(その数を割り切ることのできる整数)がない数のことです。そしてフェルマーは上図のように、「F5 = 4294967297」も素数だろうと予想しました。

しかし、その数がどのような数に倍数になっているかを調べることは容易ではありません。
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フェルマー数 4294967297は素数ではなかった!

F5 = 4294967297 = 641 x 6700417

はたして(整数が)「20」の場合が「641」となり、「4294967297 ÷ 641 = 6700417」と割り切れることがわかったのです。

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どうでもいい、じじぃの日記。

素数を導く式がある?

フェルマー
F0からF4はすべて「素数」なのだが、F5素数ではなかった。
現在、素因数分解が完全に解明されているフェルマー数は11番目までだとか。

ちなみに、「はやぶさ」の軌道計算には15桁の円周率計算が用いられたそうです。
円周率3.14では、15万キロも軌道に大きな誤差が生じるそうです。