Número pseudoprimo de Euler

En aritmética, un número entero compuesto impar n se llama pseudoprimo de Euler en base a, si a y n son números coprimos, y

a^{(n-1)/2}\equiv \pm 1{\pmod {n}}

(donde mod se refiere a la operación módulo).

La motivación de esta definición es el hecho de que todos los números primos p satisfacen la ecuación anterior que puede deducirse del pequeño teorema de Fermat, que afirma que si p es primo y coprimo de a, entonces a^p−1 ≡ 1 (mod p).

Supóngase que p>2 es primo. Entonces, p se puede expresar como 2q + 1 donde q es un número entero. Así, a^{(2q+1) − 1} ≡ 1 (mod p), lo que significa que a^2q − 1 ≡ 0 (mod p). Esto se puede factorizar como (a^q − 1)(a^q + 1) ≡ 0 (mod p), que es equivalente a a^(p−1)/2 ≡ ±1 (mod p).

La ecuación se puede probar con bastante rapidez, lo que se puede usar para pruebas de primalidad probabilísticas. Estas pruebas son dos veces más fuertes que las pruebas basadas en el pequeño teorema de Fermat.

Todo número pseudoprimo de Euler es también un pseudoprimo de Fermat. No es posible producir una prueba definitiva de primalidad basada en si un número es un pseudoprimo de Euler porque existen "pseudoprimos de Euler absolutos", números que son pseudoprimos de Euler para todas las bases primas entre sí. Los pseudoprimos absolutos de Euler son un subconjunto de los pseudoprimos absolutos de Fermat, o números de Carmichael, y el pseudoprimo absoluto de Euler más pequeño es 1729 = 7 × 13 × 19.

Relación con los pseudoprimos de Euler-Jacobi

La condición ligeramente más fuerte de que:

a^{(n-1)/2}\equiv \left({\frac {a}{n}}\right){\pmod {n}}

donde n es un compuesto impar, el máximo común divisor de a y n es igual a 1, y (a/n) es el símbolo de Jacobi, es la definición más común de un pseudoprimo de Euler (véase, por ejemplo, la página 115 del libro de Koblitz enumerado a continuación, la página 90 del libro de Riesel, o su página 1003).[1] Se puede encontrar una discusión de los números de esta forma en pseudoprimo de Euler-Jacobi. No hay pseudoprimos absolutos de Euler-Jacobi.[1]^{: p. 1004}

La prueba de un probable primo fuerte es incluso más fuerte que la prueba de Euler-Jacobi, pero requiere el mismo esfuerzo computacional. Debido a esta ventaja sobre la prueba de Euler-Jacobi, el software de prueba principal a menudo se basa en la prueba fuerte.

Código en Lua

function EulerTest(k)
  a = 2
  if k == 1 then return false
  elseif k == 2 then return true
  else
    if (modPow(a,(k-1)/2,k) == 1) or (modPow(a,(k-1)/2,k) == k-1) then
      return true
    else
      return false
    end
  end
end

Ejemplos

n	Pseudoprimos de Euler en base n
1	9, 15, 21, 25, 27, 33, 35, 39, 45, 49, 51, 55, 57, 63, 65, 69, 75, 77, 81, 85, 87, 91, 93, 95, 99, 105, 111, 115, 117, 119, 121, 123, 125, 129, 133, 135, 141, 143, 145, 147, 153, 155, 159, 161, 165, 169, 171, 175, 177, 183, 185, 187, 189, 195, 201, 203, 205, 207, 209, 213, 215, 217, 219, 221, 225, 231, 235, 237, 243, 245, 247, 249, 253, 255, 259, 261, 265, 267, 273, 275, 279, 285, 287, 289, 291, 295, 297, 299, ... (todos los compuestos impares)
2	341, 561, 1105, 1729, 1905, 2047, 2465, 3277, 4033, 4681, 5461, 6601, 8321, 8481, ...
3	121, 703, 1541, 1729, 1891, 2465, 2821, 3281, 4961, 7381, 8401, 8911, ...
4	341, 561, 645, 1105, 1387, 1729, 1905, 2047, 2465, 2701, 2821, 3277, 4033, 4369, 4371, 4681, 5461, 6601, 7957, 8321, 8481, 8911, ...
5	217, 781, 1541, 1729, 5461, 5611, 6601, 7449, 7813, ...
6	185, 217, 301, 481, 1111, 1261, 1333, 1729, 2465, 2701, 3421, 3565, 3589, 3913, 5713, 6533, 8365, ...
7	25, 325, 703, 817, 1825, 2101, 2353, 2465, 3277, 4525, 6697, 8321, ...
8	9, 21, 65, 105, 133, 273, 341, 481, 511, 561, 585, 1001, 1105, 1281, 1417, 1541, 1661, 1729, 1905, 2047, 2465, 2501, 3201, 3277, 3641, 4033, 4097, 4641, 4681, 4921, 5461, 6305, 6533, 6601, 7161, 8321, 8481, 9265, 9709, ...
9	91, 121, 671, 703, 949, 1105, 1541, 1729, 1891, 2465, 2665, 2701, 2821, 3281, 3367, 3751, 4961, 5551, 6601, 7381, 8401, 8911, ...
10	9, 33, 91, 481, 657, 1233, 1729, 2821, 2981, 4187, 5461, 6533, 6541, 6601, 7777, 8149, 8401, ...
11	133, 305, 481, 645, 793, 1729, 2047, 2257, 2465, 4577, 4921, 5041, 5185, 8113, ...
12	65, 91, 133, 145, 247, 377, 385, 1649, 1729, 2041, 2233, 2465, 2821, 3553, 6305, 8911, 9073, ...
13	21, 85, 105, 561, 1099, 1785, 2465, 5149, 5185, 7107, 8841, 8911, 9577, 9637, ...
14	15, 65, 481, 781, 793, 841, 985, 1541, 2257, 2465, 2561, 2743, 3277, 5185, 5713, 6533, 6541, 7171, 7449, 7585, 8321, 9073, ...
15	341, 1477, 1541, 1687, 1729, 1921, 3277, 6541, 9073, ...
16	15, 85, 91, 341, 435, 451, 561, 645, 703, 1105, 1247, 1271, 1387, 1581, 1695, 1729, 1891, 1905, 2047, 2071, 2465, 2701, 2821, 3133, 3277, 3367, 3683, 4033, 4369, 4371, 4681, 4795, 4859, 5461, 5551, 6601, 6643, 7957, 8321, 8481, 8695, 8911, 9061, 9131, 9211, 9605, 9919, ...
17	9, 91, 145, 781, 1111, 1305, 1729, 2149, 2821, 4033, 4187, 5365, 5833, 6697, 7171, ...
18	25, 49, 65, 133, 325, 343, 425, 1105, 1225, 1369, 1387, 1729, 1921, 2149, 2465, 2977, 4577, 5725, 5833, 5941, 6305, 6517, 6601, 7345, ...
19	9, 45, 49, 169, 343, 561, 889, 905, 1105, 1661, 1849, 2353, 2465, 2701, 3201, 4033, 4681, 5461, 5713, 6541, 6697, 7957, 8145, 8281, 8401, 9997, ...
20	21, 57, 133, 671, 889, 1281, 1653, 1729, 1891, 2059, 2413, 2761, 3201, 5461, 5473, 5713, 5833, 6601, 6817, 7999, ...
21	65, 221, 703, 793, 1045, 1105, 2465, 3781, 5185, 5473, 6541, 7363, 8965, 9061, ...
22	21, 69, 91, 105, 161, 169, 345, 485, 1183, 1247, 1541, 1729, 2041, 2047, 2413, 2465, 2821, 3241, 3801, 5551, 7665, 9453, ...
23	33, 169, 265, 341, 385, 481, 553, 1065, 1271, 1729, 2321, 2465, 2701, 2821, 3097, 4033, 4081, 4345, 4371, 4681, 5149, 6533, 6541, 7189, 7957, 8321, 8651, 8745, 8911, 9805, ...
24	25, 175, 553, 805, 949, 1541, 1729, 1825, 1975, 2413, 2465, 2701, 3781, 4537, 6931, 7501, 9085, 9361, ...
25	217, 561, 781, 1541, 1729, 1891, 2821, 4123, 5461, 5611, 5731, 6601, 7449, 7813, 8029, 8911, 9881, ...
26	9, 25, 27, 45, 133, 217, 225, 475, 561, 589, 703, 925, 1065, 2465, 3325, 3385, 3565, 3825, 4741, 4921, 5041, 5425, 6697, 8029, 9073, ...
27	65, 121, 133, 259, 341, 365, 481, 703, 1001, 1541, 1649, 1729, 1891, 2465, 2821, 2981, 2993, 3281, 4033, 4745, 4921, 4961, 5461, 6305, 6533, 7381, 7585, 8321, 8401, 8911, 9809, 9841, 9881, ...
28	9, 27, 145, 261, 361, 529, 785, 1305, 1431, 2041, 2413, 2465, 3201, 3277, 4553, 4699, 5149, 7065, 8321, 8401, 9841, ...
29	15, 21, 91, 105, 341, 469, 481, 793, 871, 1729, 1897, 2105, 2257, 2821, 4371, 4411, 5149, 5185, 5473, 5565, 6097, 7161, 8321, 8401, 8421, 8841, ...
30	49, 133, 217, 341, 403, 469, 589, 637, 871, 901, 931, 1273, 1537, 1729, 2059, 2077, 2821, 3097, 3277, 4081, 4097, 5729, 6031, 6061, 6097, 6409, 6817, 7657, 8023, 8029, 8401, 9881, ...

Menores pseudoprimos de Euler en base n

n	Menor pseudoprimo de Euler	n	Menor pseudoprimo de Euler	n	Menor pseudoprimo de Euler	n	Menor pseudoprimo de Euler
1	9	33	545	65	33	97	21
2	341	34	21	66	65	98	9
3	121	35	9	67	33	99	25
4	341	36	35	68	25	100	9
5	217	37	9	69	35	101	25
6	185	38	39	70	69	102	133
7	25	39	133	71	9	103	51
8	9	40	39	72	85	104	15
9	91	41	21	73	9	105	451
10	9	42	451	74	15	106	15
11	133	43	21	75	91	107	9
12	65	44	9	76	15	108	91
13	21	45	133	77	39	109	9
14	15	46	9	78	77	110	111
15	341	47	65	79	39	111	55
16	15	48	49	80	9	112	65
17	9	49	25	81	91	113	21
18	25	50	21	82	9	114	115
19	9	51	25	83	21	115	57
20	21	52	51	84	85	116	9
21	65	53	9	85	21	117	49
22	21	54	55	86	65	118	9
23	33	55	9	87	133	119	15
24	25	56	33	88	87	120	77
25	217	57	25	89	9	121	15
26	9	58	57	90	91	122	33
27	65	59	15	91	9	123	85
28	9	60	341	92	21	124	25
29	15	61	15	93	25	125	9
30	49	62	9	94	57	126	25
31	15	63	341	95	141	127	9
32	25	64	9	96	65	128	49

Véase también

Probable primo

Referencias

Carl Pomerance; John L. Selfridge; Samuel S. Wagstaff, Jr. (July 1980). «The pseudoprimes to 25·10⁹». Mathematics of Computation 35 (151): 1003-1026. JSTOR 2006210. doi:10.1090/S0025-5718-1980-0572872-7.

Bibliografía

M. Koblitz, "A Course in Number Theory and Cryptography", Springer-Verlag, 1987.
H. Riesel, "Prime numbers and computer methods of factorisation", Birkhäuser, Boston, Mass., 1985.

Datos: Q356653

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[PSW-1] Carl Pomerance; John L. Selfridge; Samuel S. Wagstaff, Jr. (July 1980). «The pseudoprimes to 25·10⁹». Mathematics of Computation 35 (151): 1003-1026. JSTOR 2006210. doi:10.1090/S0025-5718-1980-0572872-7.