شبه رئيسي

في نظرية الأعداد ، العدد شبه الأولي هو عدد طبيعي ناتج ضرب عددين أوليين فقط . قد يكون هذان العددان متساويين، لذا تشمل الأعداد شبه الأولية مربعات الأعداد الأولية. ولأن عدد الأعداد الأولية لا نهائي، فإن عدد الأعداد شبه الأولية لا نهائي أيضًا. تُسمى الأعداد شبه الأولية أيضًا بالأعداد الثنائية الأولية ، [ 1 ] لأنها تشمل عددين أوليين، أو عددين ثانيين ، [ 2 ] قياسًا على معنى كلمة "أولي" بمعنى "الأول". كما تُسمى الأعداد شبه الأولية بالأعداد شبه الأولية ، وتحديدًا العدد الثنائي الأولي "شبه الأولي 2" والعدد الثلاثي الأولي "شبه الأولي 3" . [ 3 ]

أمثلة وتنوعات

الأعداد شبه الأولية الأقل من 100 هي:

4، 6، 9، 10، 14، 15، 21، 22، 25، 26، 33، 34، 35، 38، 39، 46، 49، 51، 55، 57، 58، 62، 65، 69، 74، 77، 82، 85، 86، 87، 91، 93، 94، و95 (التسلسل A001358 في OEIS )

الأعداد شبه الأولية التي ليست أعدادًا مربعة تسمى الأعداد شبه الأولية المنفصلة أو المتميزة أو الخالية من المربعات :

6، 10، 14، 15، 21، 22، 26، 33، 34، 35، 38، 39، 46، 51، 55، 57، 58، 62، 65، 69، 74، 77، 82، 85، 86، 87، 91، 93، 94، 95، ... (التسلسل A006881 في OEIS )

الأعداد شبه الأولية هي الحالةك=2{\displaystyle k=2}التابعك{\displaystyle k}- الأعداد شبه الأولية ، الأعداد التي لها بالضبطك{\displaystyle k}العوامل الأولية. مع ذلك، تستخدم بعض المصادر مصطلح "شبه أولي" للإشارة إلى مجموعة أكبر من الأعداد، وهي الأعداد التي لها عاملان أوليان على الأكثر (بما في ذلك الواحد (1) والأعداد الأولية وشبه الأولية). [ 4 ] وهذه هي:

1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 9، 10، 11، 13، 14، 15، 17، 19، 21، 22، 23، 25، 26، 29، 31، 33، 34، 35، 37، 38، 39، 41، 43، 46، 47، 49، ... (التسلسل A037143 في OEIS )

صيغة حساب عدد الأعداد شبه الأولية

يتركπ2(ن){\displaystyle \pi _{2}(n)}لنرمز إلى عدد الأعداد شبه الأولية الأقل من أو تساوي n . إذنπ2(ن)=ك=1π(ن)[π(نصك)-ك+1]{\displaystyle \pi _{2}(n)=\sum _{k=1}^{\pi \left({\sqrt {n}}\right)}\left[\pi \left({\frac {n}{p_{k}}}\right)-k+1\right]} أينπ(x){\displaystyle \pi (x)}هي دالة عد الأعداد الأولية وصك{\displaystyle p_{k}}يشير إلى العدد الأولي رقم k . [ 5 ]

لرؤية ذلك، خذصك{\displaystyle p_{k}}ليكون العامل الأولي الأصغر. ثمصكن{\displaystyle p_{k}\leq {\sqrt {n}}}وقد يكون العامل الأكبر أي عدد أوليq{\displaystyle q}مُرضٍصكqن/صك{\displaystyle p_{k}\leq q\leq n/p_{k}}عدد هذه الأعداد الأولية هوπ(ن/صك)-π(صك-1){\displaystyle \pi (n/p_{k})-\pi (p_{k}-1)}. منذصك{\displaystyle p_{k}}هو العدد الأولي رقم k ،π(صك-1)=ك-1{\displaystyle \pi (p_{k}-1)=k-1}، مما يعطي المجموعπ(ن/صك)-ك+1{\displaystyle \pi (n/p_{k})-k+1}.

ملكيات

الأعداد شبه الأولية ليس لها عوامل مركبة سوى نفسها. [ 6 ] على سبيل المثال، العدد 26 هو عدد شبه أولي وعوامله الوحيدة هي 1 و2 و13 و26، منها 26 فقط عدد مركب.

للحصول على قرض شبه رئيسي خالٍ من المربعاتن=صq{\displaystyle n=pq}(معصq{\displaystyle p\neq q}) قيمة دالة أويلرφ(ن){\displaystyle \varphi (n)}(عدد الأعداد الصحيحة الموجبة الأقل من أو تساوين{\displaystyle n}التي تعتبر ذات أولوية نسبية لـن{\displaystyle n}) يأخذ الشكل البسيط φ(ن)=(ص-1)(q-1)=ن-(ص+q)+1.{\displaystyle \varphi (n)=(p-1)(q-1)=n-(p+q)+1.} يُعد هذا الحساب جزءًا مهمًا من تطبيق الأعداد شبه الأولية في نظام التشفير RSA . [ 7 ] بالنسبة لعدد شبه أولي مربعن=ص2{\displaystyle n=p^{2}}، الصيغة بسيطة مرة أخرى: [ 7 ]φ(ن)=ص(ص-1)=ن-ص.{\displaystyle \varphi (n)=p(p-1)=np.}

التطبيقات

رسالة أريسيبو

تُعدّ الأعداد شبه الأولية ذات فائدة كبيرة في مجال التشفير ونظرية الأعداد ، ولا سيما في تشفير المفتاح العام ، حيث تُستخدم في خوارزمية RSA ومولدات الأعداد شبه العشوائية مثل Blum Blum Shub . تعتمد هذه الطرق على سهولة حسابية إيجاد عددين أوليين كبيرين وضربهما معًا (لينتج عنهما عدد شبه أولي)، بينما يبدو إيجاد عواملهما الأصلية أمرًا صعبًا. في تحدي RSA لتحليل الأعداد إلى عواملها الأولية ، قدّمت شركة RSA Security جوائز لتحليل أعداد شبه أولية كبيرة محددة، وتمّ منح العديد من الجوائز. أُطلق تحدي RSA الأصلي لتحليل الأعداد إلى عواملها الأولية عام 1991، واستُبدل عام 2001 بتحدي RSA الجديد، الذي سُحب لاحقًا عام 2007. [ 8 ]

في عام 1974، أُرسلت رسالة أريسيبو بإشارة راديوية موجهة نحو عنقود نجمي . وكانت تتألف من1679{\displaystyle 1679}الأرقام الثنائية التي يُقصد تفسيرها على أنها23×73{\displaystyle 23\times 73}صورة نقطية . الرقم1679=2373{\displaystyle 1679=23\cdot 73}تم اختياره لأنه عدد شبه أولي، وبالتالي يمكن ترتيبه في صورة مستطيلة بطريقتين متميزتين فقط (23 صفًا و73 عمودًا، أو 73 صفًا و23 عمودًا). ​​[ 9 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. سلون، ن.  ج.  أ. (محرر). "المتتالية A001358" . الموسوعة الإلكترونية لمتتاليات الأعداد الصحيحة . مؤسسة OEIS.
  2. ^ نويكي، أندريه (01/07/2013)، الأعداد الثانية في المتوالية الحسابية ، أرخايف : 1306.6424
  3. كونواي، جيه إتش (2008-06-18)، مجموعات الإحصاء: حيوانات النو، والموا، وغيرها من الحيوانات الغريبة.
  4. ستيوارت، إيان (2010). خزانة البروفيسور ستيوارت للغرائب ​​الرياضية . كتب بروفايل. ص 154. ISBN  9781847651280.
  5. "الأعداد شبه الأولية (وولفرام ماث وورلد)" . وولفرام ماث وورلد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 ديسمبر 2024 .
  6. فرينش، جون هومر (1889). الحساب المتقدم للمدارس الثانوية . نيويورك: هاربر وإخوانه. ص 53. 
  7. 1 2 كوزنز، مارغريت؛ ميلر، ستيفن ج. (2013). رياضيات التشفير: مقدمة تمهيدية . العالم الرياضي. المجلد 29. الجمعية الرياضية الأمريكية. ص 237. ISBN   9780821883211.
  8. "لم يعد تحدي RSA للتحليل المالي فعالاً" . مختبرات RSA. مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-07-2013.
  9. دو سوتوي، ماركوس (2011). ألغاز الأرقام: رحلة رياضية عبر الحياة اليومية . دار سانت مارتن للنشر. ص 19. ISBN  9780230120280.