Số nguyên tố Mersenne và số hoàn hảo là hai loại số tự nhiên có quan hệ chặt chẽ với nhau trong lý thuyết số. Số nguyên tố Mersenne đặt theo tên nhà toán học Marin Mersenne là các số nguyên tố có thể biểu thị dưới dạng 2p − 1 với p là số nguyên dương. Ví dụ, 3 là số nguyên tố Mersenne vì nó là số nguyên tố và có thể biểu diễn được dưới dạng 22 − 1.[1][2] Bản thân các số p tương ứng với số nguyên tố Mersenne phải là số nguyên tố, nhưng ngược lại không phải mọi số nguyên tố p đều dẫn đến số nguyên tố Mersenne — ví dụ: 211 − 1 = 2047 = 23 × 89.[3] Còn số hoàn hảo là số tự nhiên bằng tổng các ước số dương của chính nó, không bao gồm ước số là chính số đó. Theo đó, 6 là số hoàn hảo vì có các ước số (không bao gồm 6) là 1, 2, 3 và 1 + 2 + 3 = 6.[2][4]
Tồn tại song ánh giữa các số nguyên tố Mersenne và số hoàn hảo chẵn được phát biểu trong Định lý Euclid–Euler, do Euclid chứng minh một phần và Leonhard Euler hoàn thiện: các số chẵn là hoàn hảo khi và chỉ khi biểu diễn được dưới dạng 2p − 1 × (2p − 1), trong đó 2p − 1 là số nguyên tố Mersenne. Nói cách khác, những số nào biểu diễn được dưới dạng đó thì là số hoàn hảo, và tất cả các số hoàn hảo chẵn đều có dạng đó. Ví dụ, khi p = 2, 22 − 1 = 3 là số nguyên tố và 22 − 1 × (22 − 1) = 2 × 3 = 6 là số hoàn hảo.[1][5][6]
Một bài toán mở hiện chưa có câu trả lời là số nguyên tố Mersenne và số hoàn hảo chẵn có phải tập vô hạn không.[2][6] Tần suất phân bố số nguyên tố Mersenne được đề cập qua phỏng đoán Lenstra – Pomerance – Wagstaff phát biểu rằng số lượng số nguyên tố Mersenne nhỏ hơn x cho trước là (eγ / log 2) × log log x, trong đó e là số Euler, γ là hằng số Euler còn log là logarit tự nhiên.[7][8][9] Việc có tồn tại số hoàn hảo lẻ nào không hiện cũng chưa rõ; cũng như các điều kiện khác nhau về việc có thể tồn tại những số này, chẳng hạn như nếu có thì giới hạn dưới của chúng là 101500.[10]
Danh sách dưới đây liệt kê tất cả các số nguyên tố Mersenne và số hoàn hảo hiện đã biết theo số mũ p tương ứng. Tính đến năm 2024[cập nhật] đã khám phá được 52 số nguyên tố Mersenne (tương ứng với 52 số hoàn hảo), 18 số lớn nhất trong đó được phát hiện nhờ dự án máy tính phân tánGreat Internet Mersenne Prime Search (Tìm kiếm số nguyên tố Mersenne khổng lồ trên Internet) viết tắt là GIMPS.[2] Các số nguyên tố Mersenne mới được tìm thấy bằng Kiểm tra Lucas-Lehmer (Lucas-Lehmer test - LLT), một kiểm tra tính nguyên tố dành cho số nguyên tố Mersenne theo cách hiệu quả đối với máy tính nhị phân.[2]
Các chỉ số xếp theo thứ tự tăng dần. Tính đến năm 2022[cập nhật] vẫn có một xác suất nhỏ rằng thứ hạng có thể thay đổi nếu phát hiện được số nhỏ hơn. Theo GIMPS, tất cả các khả năng nhỏ hơn số mũ thích hợp thứ 48 là p = 57.885.161 đều đã được kiểm tra và xác minh đến tháng 1 năm 2024.[11] Năm và người phát hiện được tính theo thời điểm cho số nguyên tố Mersenne, vì số hoàn hảo được tính theo hệ quả định lý Euclid-Euler. "GIMPS / tên" được dùng để chỉ những số nguyên tố được phát hiện bởi GIMPS và cá nhân đã phát hiện ra số nguyên tố đó. Các số về sau quá dài không viết hết được trong khuôn khổ nên chỉ hiển thị 6 chữ số đầu và 6 chữ số cuối.
^Bốn số hoàn hảo đầu tiên được Nicomachus nghiên cứu khoảng năm 100, và khái niệm này (tương ứng với số nguyên tố Mersenne) được Euclid biết đến và chép trong bộ Cơ sở. Không có ghi nhận về việc phát hiện.
^ abCác nhà Toán học Hồi giáo Trung Cổ như Ismail ibn Ibrahim ibn Fallus (1194–1239) có thể biết về số hoàn hảo thứ năm đến thứ bảy trước khi châu Âu ghi nhận.[15]
^Tìm thấy trong bản thảo khuyết danh Codex latinus monacensis 14908 ra đời khoảng từ năm 1456 đến 1461[13][16]
^Standards Western Automatic Computer - Máy tính điện tử của NIST năm 1950
^Binär Elektronisk SekvensKalkylator - Máy tính điện tử đầu tiên của Thụy Điển 1953–1966
^Máy tính lớn tốc độ 100 Kflop/s bắt đầu hoạt động từ tháng 12 năm 1959
^Siêu máy tính của Đại học Illinois hoạt động từ năm 1962
^Siêu máy tính của Control Data Corporation thập niên 1970, 1980
^Siêu máy tính dùng bộ vi xử lý vector đầu tiên của hãng Cray Research ra mắt năm 1976.
^Loạt siêu máy tính vector do NEC sản xuất, là những máy tính đầu tiên vượt 1 gigaflop và có tốc độ nhanh nhất thế giới vào những năm 1992–1993, 2002–2004
^M42.643.801 lần đầu thông báo tới GIMPS vào ngày 12 tháng 4 năm 2009 nhưng do lỗi máy chủ nên đến ngày 4 tháng 6 năm 2009 mới được con người ghi nhận.
^ abcdChưa xác minh được liệu có tồn tại số nguyên tố Mersenne nào chưa được tìm ra giữa số thứ 48 (M57.885.161) (đã chắc chắn) và thứ 51 (M82.589.933) trên bảng này nên xếp hạng chỉ mang tính tạm thời.
^M74.207.281 lần đầu thông báo tới GIMPS vào ngày 17 tháng 9 năm 2015 nhưng do lỗi máy chủ nên đến ngày 7 tháng 1 năm 2016 mới được con người ghi nhận.
^Caldwell, Chris K. “If 2n-1 is prime, then so is n” [Nếu 2n-1 là số nguyên tố thì n là số nguyên tố]. PrimePages (bằng tiếng Anh). Lưu trữ bản gốc ngày 5 tháng 10 năm 2021. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2021.
^Caldwell, Chris K. “Characterizing all even perfect numbers” [Đặc trưng của tất cả các số hoàn hảo chẵn]. PrimePages (bằng tiếng Anh). Lưu trữ bản gốc ngày 8 tháng 10 năm 2014. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2021.
^Caldwell, Chris K. “Modular restrictions on Mersenne divisors” [Giới hạn modul trên ước số Mersenne] (bằng tiếng Anh). PrimesPage. Bản gốc lưu trữ ngày 11 tháng 11 năm 2021. Truy cập ngày 2 tháng 12 năm 2021.
^“Records of Proceedings at Meetings” [Hồ sơ kỷ yếu hội nghị]. Proceedings of the London Mathematical Society (bằng tiếng Anh). s2-13 (1): iv-xl. 1914. doi:10.1112/plms/s2-13.1.1-s.
^Caldwell, Chris K. “A Prime of Record Size! 21257787-1” [Kỷ lục độ lớn số nguyên tố! 21257787-1]. PrimePages (bằng tiếng Anh). Lưu trữ bản gốc ngày 5 tháng 10 năm 2021. Truy cập ngày 4 tháng 12 năm 2021.
^Maugh, Thomas H. (ngày 27 tháng 9 năm 2008). “Rare prime number found” [Tìm thấy số nguyên tố hiếm]. Los Angeles Times (bằng tiếng Anh). Lưu trữ bản gốc ngày 27 tháng 7 năm 2021. Truy cập ngày 4 tháng 12 năm 2021.
^Smith, Edson. “The UCLA Mersenne Prime” [Số nguyên tố Mersenne của UCLA]. UCLA Mathematics (bằng tiếng Anh). Lưu trữ bản gốc ngày 22 tháng 11 năm 2021. Truy cập ngày 4 tháng 12 năm 2021.
^Palca, Joe (ngày 21 tháng 12 năm 2018). “The World Has A New Largest-Known Prime Number” [Thế giới có số nguyên tố mới lớn nhất đã phát hiện]. NPR (bằng tiếng Anh). Lưu trữ bản gốc ngày 30 tháng 7 năm 2021. Truy cập ngày 4 tháng 12 năm 2021.
Peterson, I. (ngày 28 tháng 9 năm 1985). “Prime Time for Supercomputers” [Thời kỳ nguyên tố với siêu máy tính]. Science News (bằng tiếng Anh). 128 (13). doi:10.2307/3970245. JSTOR3970245.
—— (ngày 6 tháng 2 năm 1988). “Priming for a Lucky Strike” [Tìm ra số nguyên tố bằng cú may mắn]. Science News (bằng tiếng Anh). 133 (6). doi:10.2307/3972461. JSTOR3972461.
Pomerance, Carl (tháng 9 năm 1981), “Recent developments in primality testing” [Những phát triển gần đây về thử nghiệm tính nguyên tố], The Mathematical Intelligencer (bằng tiếng Anh), 3, doi:10.1007/BF03022861, ISSN0343-6993
Powers, Ralph Ernest (tháng 11 năm 1911). “The Tenth Perfect Number” [Số hoàn hảo thứ mười]. The American Mathematical Monthly (bằng tiếng Anh). 18 (11). doi:10.2307/2972574. JSTOR2972574.
Prielipp, Robert W. (1970), “Perfect Numbers, Abundant Numbers, and Deficient Numbers” [Số hoàn hảo, số dư thừa và số khuyết], The Mathematics Teacher (bằng tiếng Anh), 63, doi:10.5951/MT.63.8.0692, JSTOR27958492 – qua JSTOR
Slowinski, David (1978). “Searching for the 27th Mersenne prime” [Tìm kiếm số nguyên tố Mersenne thứ 27]. Journal of Recreational Mathematics (bằng tiếng Anh). 11 (4).
“Great Internet Mersenne Prime Search” [Tìm kiếm số nguyên tố Mersenne khổng lồ trên Internet] (bằng tiếng Anh). Lưu trữ bản gốc ngày 3 tháng 12 năm 2021. Truy cập ngày 4 tháng 12 năm 2021.
Mình sở hữu chiếc túi designer bag đầu tiên cách đây vài năm, lúc mình mới đi du học. Để mà nói thì túi hàng hiệu là một trong những ''life goals" của mình đặt ra khi còn bé