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Recíprocos de primos

Los recíprocos de los números primos han sido de interés para los matemáticos por diversas razones. No tienen una suma finita , como demostró Leonhard Euler en 1737.

Al igual que los números racionales , los recíprocos de los primos tienen representaciones decimales periódicas . En sus últimos años, George Salmon (1819-1904) se interesó en los períodos de repetición de estas representaciones decimales de los recíprocos de los primos. [1]

Al mismo tiempo, William Shanks (1812-1882) calculó numerosos recíprocos de primos y sus períodos periódicos, y publicó dos artículos "Sobre los períodos en los recíprocos de primos" en 1873 [2] y 1874 [3]. En 1874 también publicó una tabla de primos y los períodos de sus recíprocos, hasta 20.000 (con la ayuda y "comunicada por el reverendo George Salmon"), y señaló los errores en tablas anteriores de otros tres autores. [4]

La última parte de la tabla de números primos y sus períodos de repetición de Shanks de 1874. En la fila superior, 6952 debería ser 6592 (el error es fácil de encontrar, ya que el período de un primo p debe dividir a p − 1 ). En su informe que amplió la tabla a 30.000 en el mismo año, Shanks no informó de este error, pero informó que en la misma columna, frente a 19841, el 1984 debería ser 64. *Otro error que puede haberse corregido desde que se publicó su trabajo es frente a 19423, el recíproco se repite cada 6474 dígitos, no cada 3237.

Las reglas para calcular los períodos de decimales periódicos a partir de fracciones racionales fueron dadas por James Whitbread Lee Glaisher en 1878. [5] Para un primo p , el período de su recíproco divide a p − 1 . [6]

La secuencia de períodos de recurrencia de los primos recíprocos (secuencia A002371 en la OEIS ) aparece en el Manual de secuencias de enteros de 1973.

Lista de recíprocos de primos

* Los primos de reptend completos están en cursiva.
Los primos únicos están resaltados.

Primes de repetición completa

Un primo reptend completo , primo reptend completo , primo propio [7] : 166  o primo largo en base b es un número primo impar p tal que el cociente de Fermat

(donde p no divide a b ) da un número cíclico con p  − 1 dígitos. Por lo tanto, la expansión en base b de repite los dígitos del número cíclico correspondiente infinitamente.

Primos únicos

Un primo p (donde p ≠ 2, 5 cuando se trabaja en base 10) se llama único si no hay otro primo q tal que la longitud del período de la expansión decimal de su recíproco , 1/ p , sea igual a la longitud del período del recíproco de q , 1/ q . [8] Por ejemplo, 3 es el único primo con período 1, 11 es el único primo con período 2, 37 es el único primo con período 3, 101 es el único primo con período 4, por lo que son primos únicos. El siguiente primo único más grande es 9091 con período 10, aunque el siguiente período más grande es 9 (su primo es 333667). Los primos únicos fueron descritos por Samuel Yates en 1980. [9] Un número primo p es único si y solo si existe un n tal que

es una potencia de p , donde denota el polinomio ciclotómico n-ésimo evaluado en . El valor de n es entonces el período de la expansión decimal de 1/ p . [10]

En la actualidad se conocen más de cincuenta números decimales primos únicos o probables . Sin embargo, sólo hay veintitrés números primos únicos inferiores a 10 100 .

Los números primos decimales únicos son

3, 11, 37, 101, 9091, 9901, 333667, 909091, ... (secuencia A040017 en la OEIS ).

Referencias

  1. ^ "Obituarios – George Salmon". Actas de la Sociedad Matemática de Londres . Segunda serie. 1 : xxii–xxviii. 1904. Consultado el 27 de marzo de 2022. ...había una rama del cálculo que ejercía una gran fascinación sobre él. Se trataba de la determinación del número de cifras en los períodos recurrentes de los recíprocos de los números primos.
  2. ^ Shanks, William (1873). "Sobre los períodos en los recíprocos de los primos". El mensajero de las matemáticas . II : 41–43 . Consultado el 27 de marzo de 2022 .
  3. ^ Shanks, William (1874). "Sobre los períodos en los recíprocos de los primos". El mensajero de las matemáticas . III : 52–55 . Consultado el 27 de marzo de 2022 .
  4. ^ Shanks, William (1874). "Sobre el número de cifras en el período del recíproco de cada número primo por debajo de 20.000". Actas de la Royal Society de Londres . 22 : 200–210 . Consultado el 27 de marzo de 2022 .
  5. ^ Glaisher, JWL (1878). «Sobre decimales circulantes con especial referencia a la «Tabla de círculos» y a la «Serie tabular de cocientes decimales» de Henry Goodwin». Actas de la Cambridge Philosophical Society: Ciencias matemáticas y físicas . 3 (V): 185–206 . Consultado el 27 de marzo de 2022 .
  6. ^ Cook, John D. "Recíprocos de primos". johndcook.com . Consultado el 6 de abril de 2022 .
  7. ^ Dickson, Leonard E., 1952, Historia de la teoría de los números, Volumen 1 , Chelsea Public. Co.
  8. ^ Caldwell, Chris. "Prime único". The Prime Pages . Consultado el 11 de abril de 2014 .
  9. ^ Yates, Samuel (1980). "Períodos de primos únicos". Math. Mag . 53 : 314. Zbl  0445.10009.
  10. ^ "Generalizado Único". Páginas principales . Consultado el 9 de diciembre de 2023 .

Enlaces externos