幸運數是經由類似愛拉托散尼篩法的演算法後留下的整數集合。愛拉托散尼篩法是用來產生質數的演算法,幸運數用的篩法與其類似,但是是依據整數在剩下數字數列中的位置來判斷[1]

幸運數是在1956年在Gardiner, Lazarus、尼古拉斯·梅特羅波利斯以及斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆所著的論文中提到了。他們在同一篇論文中也提到了另一個篩「Josephus Flavius之篩」[2],原因是該篩法和約瑟夫斯問題的計數遊戲很類似。

幸運數的一些性質和質數類似,例如也有類似質數定理的漸近特性,有個版本的哥德巴赫猜想是針對幸運數的擴展。有無限多個幸運數。孿生質數和孿生幸運數出現的頻率也相當。不過,若Ln代表第n個幸運數,pn是第n個質數,則當n夠大時,Ln > pn[3]

因為幸運數和質數的一些類似性質,有些數學家認為用其他的篩法也可以產出有類似性質的整數數列,不過有關此一猜想,目前還沒有足夠的理論基礎。

篩法

 
示明篩選幸運數過程的動畫,其中紅色的數字為幸運數。

由一組由1開始的數列為例:

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,...

先將所有偶數刪去,只留下奇數

1,    3,    5,    7,    9,   11,   13,   15,   17,   19,   21,   23,   25,...

然後把數列中的第 個數字(設該數字為 )的倍數對應的數刪除,即把所有第 個數刪除,例如上述例子中,第 數字是 ,所以刪去所有第 個數:

1,    3,          7,    9,         13,   15,         19,   21,         25,...

新數列的第 項(每次都加上 )為 ,因此將新數列的第 個數刪除:

1,    3,          7,    9,         13,   15,               21,         25,...

若一直重複上述的步驟,最後剩下的數就是幸運數 A000959:

137913152125313337434951636769737579879399......

幸運質數

幸運質數是既是質數又是幸運數的數。

最小的幾個幸運質數為 A0311573, 7, 13, 31, 37, 43, 67, 73, 79, 127……

目前猜想有無窮個幸運質數[4]

參考資料

  1. ^ Weisstein, Eric W. Lucky Number. mathworld.wolfram.com. [2020-08-11] (英語). 
  2. ^ Gardiner, Verna; Lazarus, R.; Metropolis, N.; Ulam, S. On certain sequences of integers defined by sieves. Mathematics Magazine. 1956, 29 (3): 117–122. ISSN 0025-570X. JSTOR 3029719. Zbl 0071.27002. doi:10.2307/3029719. 
  3. ^ Hawkins, D.; Briggs, W.E. The lucky number theorem. Mathematics Magazine. 1957, 31 (2): 81–84,277–280. ISSN 0025-570X. JSTOR 3029213. Zbl 0084.04202. doi:10.2307/3029213. 
  4. ^ Sloane, N.J.A. (編). Sequence A031157 (Numbers that are both lucky and prime). The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences. OEIS Foundation.