光滑数

✍ dations ◷ 2025-08-15 12:07:11 #解析数论,整数数列

光滑数(smooth number),或译脆数:ix,是一个可以约数分解为小素数乘积的正整数。光滑数一词是是伦纳德·阿德曼所提出。光滑数在以约数分解为基础的密码学中扮演重要角色。

若一正整数的素因数均不大于B,此整数即为B-光滑数。例如1620的约数分解为22 × 34 × 5,素因数均不大于5,因此1620是5-光滑数。

10和12的约数分解分别为2 × 5和22 × 3,二者素因数也都不大于5,因此二者均是是5-光滑数,虽然其素因数未包括不大于5的所有素数,但仍然可以是5-光滑数。

5-光滑数常称为正规数或汉明数(Hamming numbers)。7-光滑数有时会称为“谦虚数”或“高合成数”,不过后者会和以约数个数来定义的高合成数混淆。

B-光滑数的B不一定要是素数,例如上述举例的10和12不但是5-光滑数,也是6-光滑数(素因数都不大于6)。一般而言会选择B为素数的B-光滑数,但B也可以是合数。一正整数为B-光滑数当且仅当正整数为p-光滑数,且p是小于等于B的最大素数。

有些快速傅里叶变换算法中会用到光滑数,例如库利-图基快速傅里叶变换算法会将问题一直分解为较小的问题,其大小为原问题大小的约数,若原问题大小是原问题大小,原问题可以分解为许多很小的问题,此情形有有快速的算法,若大小是较大的素数,就要应用像是Chirp-Z 转换之类效率较差的算法。

5-光滑数〈或称为正规数〉在巴比伦数学中有重要的角色,在音乐理论中也很重要。有一个函数编程语言的问题就是要产生正规数。

密码学中也有应用光滑数。虽然大部分的密码学都会用到密码分析(已知最快的约数分解算法),但VSH(英语:Very smooth hash)杂凑函数利用光滑数来取得可证安全加密散列函数(英语:Provably secure cryptographic hash function)。

Ψ ( x , y ) {\displaystyle \scriptstyle \Psi (x,y)} 的-光滑数的个数(de Bruijn函数)。

若为定值且数值很小,可以用下式估计 Ψ ( x , B ) {\displaystyle \scriptstyle \Psi (x,B)} = log  / log :因此, = ,则:

其中 ρ ( u ) {\displaystyle \scriptstyle \rho (u)} 的素数幂次 p i n i {\displaystyle \scriptstyle p_{i}^{n_{i}}} 为-幂次光滑数:

例如,243251为5-光滑数,但不是5-幂次光滑数。因为其最大的素数幂次为24,该数为16-幂次光滑数,也是17-幂次光滑数,18-幂次光滑数……。

数论中有用到-光滑数及-幂次光滑数。例如波拉德p-1算法(英语:Pollard's p − 1 algorithm),这类算法一般会应用在光滑数中,但不会特别标示光滑数的是多少。此时的需是一个较小的整数,若增加,算法的效率就会迅速的变差。例如计算离散对数的Pohlig–Hellman算法(英语:Pohlig–Hellman algorithm)的时间复杂度是O(1/2)。

整数数列线上大全(OEIS)中有包括以下B较小的B-光滑数:

相关

  • 立毛肌立毛肌是哺乳动物附着在毛囊上的小块肌肉,这些肌肉的收缩会使毛发直立,俗称鸡皮疙瘩。立毛肌由平滑肌纤维以束状组成,受到自律神经系统的交感神经支配,故其收缩为非自主行为,例如
  • 鲁宾鲁宾可以指:
  • 洪景舟洪景舟(15世纪-1521年)是朝鲜王朝中宗时期的勋旧派权臣之一,封号南阳君。1506年参与中宗反正,是为一等靖国功臣。他女儿是洪氏亦成为中宗妃嫔。洪景舟曾参与反赵光祖和士林派的政
  • 松前藩松前藩(日语:松前藩/まつまえはん Matsumae han */?)为日本江户时代渡岛国津轻郡(现在的北海道松前郡)曾经存在的藩。居城为松前福山城,因此该藩也被称为福山藩。藩主在江户时代
  • 时装店服装店是售卖服饰的商店,由于现代服饰潮流转变快,一般时尚服装店约三个月至半年就会转换款式。但有些售卖特定类型服饰如民族服饰、特色服装等的服装店则不一定频繁转变款式。
  • 骚乱骚乱是社会不同阶层之间或阶层内部的冲突与对立,包括社会底层为争取自身权益与统治阶层的对抗,或因统治阶层不当行为激发民怨,引发的与统治阶层冲突与对立。长时间的持续对立,可
  • 斯隆数字化巡天斯隆数字化巡天(英语:Sloan Digital Sky Survey,缩写为SDSS)是使用位于新墨西哥州阿帕契点天文台的2.5米口径望远镜进行的红移巡天项目。该项目开始于2000年,以阿尔弗雷德·斯隆
  • 赛义德·阿卜杜拉赛义德·阿卜杜拉汗(乌兹别克语:Said Abdullaxon,波斯语:سعید عبدالله خان‎‎;1873年-1933年),中亚希瓦汗国弘吉剌王朝(俄语:Кунграты (узбеки))最后一位
  • 蔡义江蔡义江(1934年-),浙江宁波人,中国红学研究者。第六届、七届全国人民代表大会代表,第八届、九届全国政协委员。父亲蔡竹屏是爱国人士,在民国时期担任过县长职务。蔡义江家中兄弟姐妹
  • 赵志伟 (1954年)赵志伟(1954年-),从事语文教育研究、中外语言教学理论研究,以及一线语文教学。曾任华东师范大学语文考试与评价研究所副所长、中文系副教授。插队落户在上海郊区七年,1977年恢复高