루카스 수열

Lucas sequence

수학에서 루카스 시퀀스 (, Q) , ) 재발 관계를 만족시키는 일정한 반복 정수 시퀀스.

Q 고정 정수임.이 반복 관계를 만족하는 모든 시퀀스는 Lucas 시퀀스 , Q) n(, Q) 선형 결합으로 나타낼 수 있다

보다 일반적으로 Lucas (, Q) {\,Q (, Q) 은 정수 계수를 P 및 Q Q다항식의 시퀀스를 나타낸다.

루카스 수열의 유명한 예로는 피보나치 수, 메르센 수, 펠 , 루카스 수, 제이콥스탈 수, 페르마 수위의 초대가 있다.루카스 시퀀스는 프랑스수학자 에두아르 루카스의 이름을 따서 명명되었다.

재발관계

두 개의 정수 매개변수 PQ가 주어지면, 제1종 Un(P,Q)와 제2종 Vn(P,Q)의 루카스 시퀀스는 재발 관계에 의해 정의된다.

그리고

> 에 대해,을 나타내는 것은 어렵지 않다.

위의 관계는 다음과 같이 매트릭스 형태로 나타낼 수 있다.



Lucas 시퀀스 Un(P,Q)와 Vn(P,Q)의 초기 용어는 표에 제시되어 있다.

명시적 표현

Lucas 시퀀스 ( , ) , ) 에 대한 반복 관계의 특성 방정식은 다음과 같다.

D= - 루트를 있다.

따라서 다음과 같다.

bn {\b^{도 재발 관계를 만족한다는 점에 유의하십시오.그러나 이것들은 정수 순서가 아닐 수도 있다.

고유뿌리

가) 있을 때 ab가 구별되며 빠르게 검증한다.

= -

루카스 시퀀스의 용어는 ab의 용어로 다음과 같이 표현할 수 있다.

반복근

사례 = 은(는) 정수 S에 대해 = 2 = 2 = = S{\를 정확히 찾을 때 발생한다

( , Q)= V ( 2 , )=

특성.

함수 생성

일반적인 생성 기능은

펠 방정식

=± 1 1 Lucas 시퀀스 ( Q ) , ) Q)}}}이 특정 Pell 방정식을 만족하는 경우:

매개 변수가 서로 다른 시퀀스 간의 관계

  • 임의의 숫자 c에 대해 다음이 Un Q{) {\Q') n(, Q{) {\P', 순서
( , ) (, Q) 과 동일한 판별력을 갖는다
  • 어떤 숫자 c에도, 우리는 또한

기타관계

루카스 수열의 조건은 피보나치 = U ( ,- 사이의 관계를 일반화한 관계를 만족시킨다. Lucas 번호 = n( 1,- )}(1 예를 들어,

구분성 특성

Among the consequences is that is a multiple of , i.e., the sequence is a divisibility sequence.이는 특히 (, Q) 이(가) prime일 때만 prime이 될 수 있음을 암시한다. 다른 결과는 큰 n 대한 Un (P ,의 빠른 연산을 허용하는 스퀴어링에 의한 지수의 아날로그다.더욱이 , )= 그렇다면((Q) {m) 는 강한 구분 순서다.

그 밖의 구별 특성은 다음과 같다.[1]

  • n / m이 홀수인 경우 을(를) V n 나눈다
  • N을 2Q까지의 비교적 소수 정수가 되게 하라.N 를 나누는 가장 작은 양의 정수 r이 존재한다면, N 를 나누는 n의 집합은 정확히 r의 배수 집합이다.
  • PQ가 짝수일 U n{\은(는) 1}를 제외하고 항상 짝수인 것이다
  • P가 짝수이고 Q가 홀수인 경우 의 패리티는 n 같고 는 항상 짝수다.
  • P가 홀수이고 Q가 짝수인 경우, 은(는) 홀수인 n= 1, ,이다
  • PQ가 홀수일 경우 , V 은(는) 3의 배수일 경우에만 동일하다.
  • p가 홀수 prime인 경우 p), P( ) 레전드르 기호 참조).
  • p가 홀수 prime이고 P와 Q를 나눈다면, p는 매 > 에 대해 }을 나눈다
  • p가 홀수 prime이고 Q가 아닌 P를 나눈다면, 는 Un{\displaystyle U_{n 나누고, n이 짝수인 경우에만 Un {\}}.
  • p가 홀수 prime이고 P가 아닌 Q를 나누면, =1, ,,2 대해 {\를 나누지 않는다
  • p가 홀수 prime이고 PQ가 아닌 D를 나누는 경우 p 나누는 경우, p가 n을 나누는 경우에만 분할한다.
  • p가 홀수 prime이고 PQD를 나누지 않는 경우 U lU_},서 l= p - p){\l=left}{p을 나눈다

마지막 사실은 페르마의 작은 정리를 일반화한다.이 사실들은 루카스에서 사용된다.레머 원시성 검사.페르마의 작은 정리의 정리의 정리의 정리가 성립되지 않기 때문에 마지막 사실의 정반대도 성립되지 않는다.D에 비교적 프라임 n 을 나누는 합성물이 있는데 서 l= n-( { 이런 합성물을 Lucas phoprime이라고 한다.

루카스 수열에서 어떤 용어의 초기 항을 분할하지 않는 주요 인자를 원시라고 한다.카마이클의 정리에는 루카스 수열의 거의 대부분의 용어들이 원시적인 원시적인 주요 요소를 가지고 있다고 명시되어 있다.[2]실제로 Carmichael(1913)은 D가 양성이고 n이 1, 2, 6이 Un n}이 원시적인 프라임 인자를 갖는다는 것을 보여주었다.D가 음수인 경우 빌루, 한로, 부티에, 미그노테의[3] 깊은 결과는 n > 30이면 가 원시적인 프라임 인자를 가지며 모든 케이스 가 원시적인 프라임 인자를 가지지 않는 것을 보여준다.

특정 이름

PQ의 일부 값에 대한 Lucas 시퀀스에는 다음과 같은 구체적인 이름이 있다.

Un(1,-1) : 피보나치
Vn(1,-1) : 루카스 숫자
Un(2,−1) : Pell numbers
Vn(2,-1) : Pell-Lucas 번호(회사 Pell 번호)
Un(1,-2) : Jacobsthal
Vn(1,-2) : Jacobsthal-Lucas
Un(3, 2) : 메르센 번호n 2 - 1
Vn(3, 2) : 페르마(Fermat) 번호[2] 포함하는 2n + 1 형식의 번호
Un(6, 1) : 사각 삼각형 숫자의 제곱근.
Un(x,-1) : 피보나치 다항식
Vn(x,-1) : 루카스 다항식
Un(2x, 1) : 체비셰프 제2종 다항식
Vn(2x, 1) : 제1종 다항식 2 곱하기
Un(x+1, x) : 기준 x 재분할
Vn(x+1, x) : xn + 1

일부 루카스 시퀀스에는 온라인 정수 시퀀스 백과사전에 다음과 같은 항목이 있다.

−1 3 OEIS: A214733
1 −1 OEIS: A000045 OEIS: A000032
1 1 OEIS: A128834 OEIS: A087204
1 2 OEIS: A107920 OEIS: A002249
2 −1 OEIS: A000129 OEIS: A002203
2 1 OEIS: A001477
2 2 OEIS: A009545 OEIS: A007395
2 3 OEIS: A088137
2 4 OEIS: A088138
2 5 OEIS: A045873
3 −5 OEIS: A015523 OEIS: A072263
3 −4 OEIS: A015521 OEIS: A201455
3 −3 OEIS: A030195 OEIS: A172012
3 −2 OEIS: A007482 OEIS: A206776
3 −1 OEIS: A006190 OEIS: A006497
3 1 OEIS: A001906 OEIS: A005248
3 2 OEIS: A000225 OEIS: A000051
3 5 OEIS: A190959
4 −3 OEIS: A015530 OEIS: A080042
4 −2 OEIS: A090017
4 −1 OEIS: A001076 OEIS: A014448
4 1 OEIS: A001353 OEIS: A003500
4 2 OEIS: A007070 OEIS: A056236
4 3 OEIS: A003462 OEIS: A034472
4 4 OEIS: A001787
5 −3 OEIS: A015536
5 −2 OEIS: A015535
5 −1 OEIS: A052918 OEIS: A087130
5 1 OEIS: A004254 OEIS: A003501
5 4 OEIS: A002450 OEIS: A052539
6 1 OEIS: A001109 OEIS: A003499

적용들

  • Lucas 시퀀스는 일반적으로 사용되는 Baillie--의 일부인 확률론적 Lucas 가성비 테스트에 사용된다.PSW 원시성 테스트.
  • 루카스 시퀀스는 루카스-를 포함한 일부 원시성 입증 방법에 사용된다.Lehmer-Riesel 테스트 및 1975년[4] 브릴하트-Lehmer-Selfridge와 같은 N+1 및 하이브리드 N-1/N+1 방법
  • LUC는 Lucas 시퀀스에[5] 기반한 공개키 암호 시스템으로, ElGamal(LUCELG), Diffie–의 아날로그를 구현한다.Hellman(LUCDIF) 및 RSA(LUCRSA).RSA 또는 Diffie-에서처럼 모듈식 지수를 사용하는 대신, Lucas 시퀀스의 특정 용어로 메시지 암호화를 계산한다.헬맨.그러나 Bleichenbacher 등의 [6]논문에 따르면 모듈형 지수에 기반한 암호시스템에 비해 LUC의 예상 보안상 이점 중 많은 것이 존재하지 않거나, 주장된 것만큼 실질적이지 않다.

참고 항목

메모들

  1. ^ 이러한 관계 및 가점 특성은 (Carmichael 1913), (Lehmer 1930) 또는 (Ribenboim 1996, 2)를 참조하십시오.IV).
  2. ^ a b Yabuta, M (2001). "A simple proof of Carmichael's theorem on primitive divisors" (PDF). Fibonacci Quarterly. 39: 439–443. Retrieved 4 October 2018.
  3. ^ Bilu, Yuri; Hanrot, Guillaume; Voutier, Paul M.; Mignotte, Maurice (2001). "Existence of primitive divisors of Lucas and Lehmer numbers" (PDF). J. Reine Angew. Math. 2001 (539): 75–122. doi:10.1515/crll.2001.080. MR 1863855.
  4. ^ John Brillhart; Derrick Henry Lehmer; John Selfridge (April 1975). "New Primality Criteria and Factorizations of 2m ± 1". Mathematics of Computation. 29 (130): 620–647. doi:10.1090/S0025-5718-1975-0384673-1. JSTOR 2005583.
  5. ^ P. J. Smith; M. J. J. Lennon (1993). "LUC: A new public key system". Proceedings of the Ninth IFIP Int. Symp. On Computer Security: 103–117. CiteSeerX 10.1.1.32.1835.
  6. ^ D. Bleichenbacher; W. Bosma; A. K. Lenstra (1995). "Some Remarks on Lucas-Based Cryptosystems" (PDF). Lecture Notes in Computer Science. 963: 386–396. doi:10.1007/3-540-44750-4_31. ISBN 978-3-540-60221-7.

참조