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Proth prime

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308:
It is still an open question whether an infinite number of Proth primes exist. It was shown in 2022 that the reciprocal sum of Proth primes converges to a real number near 0.747392479, substantially less than the value of 1.093322456 for the reciprocal sum of Proth numbers.
2128:
Small Proth primes (less than 10) have been used in constructing prime ladders, sequences of prime numbers such that each term is "close" (within about 10) to the previous one. Such ladders have been used to empirically verify prime-related
828: 674: 583: 294:
3, 5, 13, 17, 41, 97, 113, 193, 241, 257, 353, 449, 577, 641, 673, 769, 929, 1153, 1217, 1409, 1601, 2113, 2689, 2753, 3137, 3329, 3457, 4481, 4993, 6529, 7297, 7681, 7937, 9473, 9601, 9857 (
1093: 1164: 948: 1002: 1457: 1319: 1274: 223: 1418: 1541: 1499: 1372: 1028: 454: 421: 360: 276: 887: 3573: 2805: 2337:
Konyagin, Sergei; Pomerance, Carl (2013), Graham, Ronald L.; Nešetřil, Jaroslav; Butler, Steve (eds.), "On Primes Recognizable in Deterministic Polynomial Time",
1555:∈ {21181, 22699, 24737, 55459, 67607, 79309, 79817, 91549, 99739, 131179, 152267, 156511, 163187, 200749, 209611, 222113, 225931, 227723, 229673, 237019, 238411} 3176: 1199: 852: 714: 694: 606: 512: 492: 388: 4079: 296: 126: 3258: 3181: 3095: 2354: 2137:
was verified in 2008 up to 8.875 × 10 using prime ladders constructed from Proth primes. (The conjecture was later proved by
729: 725: 2798: 4074: 2187:
Borsos, Bertalan; Kovács, Attila; Tihanyi, Norbert (2022), "Tight upper and lower bounds for the reciprocal sum of Proth primes",
3432: 746: 3513: 2719: 611: 520: 2766: 2745:"CM55: special prime-field elliptic curves almost optimizing den Boer's reduction between Diffie–Hellman and discrete logs" 2791: 2134: 3635: 3293: 2163:
representations, they have also been used in fast modular reduction without the need for pre-computation, for example by
3660: 3126: 2677:
Helfgott, H. A.; Platt, David J. (2013). "Numerical Verification of the Ternary Goldbach Conjecture up to 8.875e30".
2149: 3568: 1033: 1642: 1130: 896: 953: 3201: 740: 1170:
volunteer computing project which announced it on 6 November 2016. It is also the second largest known non-
3718: 2847: 4055: 3645: 3298: 3206: 2145: 1423: 1279: 1226: 312:
The primality of Proth numbers can be tested more easily than many other numbers of similar magnitude.
183: 1384: 588:
This theorem can be used as a probabilistic test of primality, by checking for many random choices of
3625: 1507: 1504:
Sierpinski problem (and their prime and extended generalizations) – searching for primes of the form
1465: 1338: 242: 1007: 3620: 3278: 721: 3728: 3665: 3655: 3640: 3273: 3131: 2699: 2678: 2239: 2216: 2153: 3052: 1106: 471: 465: 426: 393: 323: 248: 857: 3697: 3672: 3650: 3630: 3253: 3225: 2918: 2350: 2313: 1214: 1210: 1206: 1202: 1178: 287: 39: 3607: 3597: 3592: 3529: 3376: 3243: 3146: 2342: 2206: 2196: 1328:
is the leading computing project for searching for Proth primes. Its main projects include:
1119:
need to be checked to deterministically verify or falsify the primality of a Fermat number.
717: 2426: 3308: 3268: 3151: 3116: 3080: 3035: 2888: 2876: 2138: 3713: 3687: 3584: 3452: 3303: 3263: 3248: 3120: 3011: 2976: 2931: 2856: 2838: 1876: 1184: 1171: 837: 733: 699: 679: 591: 497: 477: 373: 174: 4068: 3723: 3488: 3352: 3325: 3161: 3026: 2964: 2955: 2940: 2903: 2829: 2220: 2160: 1724: 1375: 1221: 890: 92: 2389: 4044: 4039: 4034: 4029: 4024: 4019: 4014: 4009: 4004: 3999: 3994: 3989: 3984: 3979: 3974: 3969: 3964: 3959: 3954: 3949: 3944: 3939: 3934: 3929: 3924: 3919: 3914: 3909: 3904: 3899: 3894: 3889: 3884: 3879: 3874: 3677: 3400: 3283: 3166: 3156: 3141: 3136: 3100: 2814: 2648: 2595: 2527: 2316: 283: 2346: 3869: 3864: 3859: 3854: 3849: 3844: 3839: 3834: 3829: 3824: 3819: 3814: 3809: 3804: 3799: 3794: 3789: 3784: 3779: 3774: 3769: 3615: 3288: 3196: 3191: 3171: 3085: 2988: 2502: 2412: 2374: 2288: 2156:. The prime number 55 × 2 + 1 has been used in this way. 85: 2263: 2201: 3692: 3508: 3416: 3336: 3186: 3090: 2473: 2130: 2370: 1321:, it is customary to determine if a new Proth prime divides a Fermat number. 3733: 3682: 3563: 2538: 2408: 2393: 2321: 2164: 1325: 1167: 423:. A Proth prime is a Proth number that is prime. Without the condition that 17: 2570: 854:
is either fixed (e.g. 321 Prime Search or Sierpinski Problem) or of order
2623: 2238:
Sze, Tsz-Wo (2008). "Deterministic Primality Proving on Proth Numbers".
3235: 2783: 2744: 2698:
Helfgott, Harald A. (2013). "The ternary Goldbach conjecture is true".
2211: 1209:), has found 11 large Proth primes by 2007. Similar resolutions to the 234: 1166:. It is 9,383,761 digits long. It was found by Szabolcs Peter in the 831: 3230: 3216: 2704: 2683: 2244: 2787: 2767:"Modular Reduction without Pre-Computation for Special Moduli" 1098:
Fermat numbers are a special case of Proth numbers, wherein
300: 1559:
As of June 2023, the largest Proth primes discovered are:
823:{\displaystyle {\tilde {O}}((k\log k+\log N)(\log N)^{2})} 732:; in other words, it never reports a composite number as " 3764: 3759: 3754: 3749: 834:
notation. For typical searches for Proth primes, usually
736:" but can report a prime number as "possibly composite". 456:, all odd integers larger than 1 would be Proth numbers. 669:{\displaystyle a^{\frac {p-1}{2}}\equiv -1{\pmod {p}}.} 578:{\displaystyle a^{\frac {p-1}{2}}\equiv -1{\pmod {p}}.} 2528:"PrimeGrid's Extended Sierpinski Problem Prime Search" 1462:
Cullen prime search (searching for primes of the form
1510: 1468: 1426: 1387: 1381:
27121 Prime Search (searching for primes of the form
1341: 1282: 1229: 1187: 1133: 1036: 1010: 956: 899: 860: 840: 749: 702: 682: 614: 594: 523: 500: 480: 429: 396: 376: 326: 251: 186: 135: 3742: 3706: 3606: 3583: 3557: 3324: 3317: 3215: 3109: 3073: 2822: 2596:"Official discovery of the prime number 168451×2+1" 1335:321 Prime Search (searching for primes of the form 470:The primality of a Proth number can be tested with 125: 117: 109: 98: 84: 72: 61: 53: 45: 35: 2752:International Association for Cryptologic Research 2649:"Official discovery of the prime number 99739×2+1" 1535: 1493: 1451: 1412: 1366: 1313: 1268: 1193: 1158: 1087: 1022: 996: 942: 893:search). In these cases algorithm runs in at most 881: 846: 822: 708: 688: 668: 600: 577: 506: 486: 448: 415: 382: 354: 270: 217: 3446: = 0, 1, 2, 3, ... 494:is prime if and only if there exists an integer 286:. They are named after the French mathematician 121:10223 × 2 + 1 (as of December 2019) 2799: 1945:Brian Niegocki (Extended Sierpinski Problem) 1623:Pavel Atnashev (Extended Sierpinski Problem) 1127:As of 2022, the largest known Proth prime is 1088:{\displaystyle {\tilde {O}}((\log N)^{24/7})} 8: 1181:, searching for Proth primes with a certain 30: 3321: 2806: 2792: 2784: 2565: 2563: 2561: 2559: 2557: 2555: 1159:{\displaystyle 10223\times 2^{31172165}+1} 1030:. There is also an algorithm that runs in 943:{\displaystyle {\tilde {O}}((\log N)^{3})} 29: 2703: 2682: 2467: 2390:"World Record Colbert Number discovered!" 2243: 2210: 2200: 1521: 1509: 1479: 1467: 1437: 1425: 1398: 1386: 1352: 1340: 1293: 1281: 1252: 1247: 1234: 1228: 1186: 1144: 1132: 1072: 1068: 1038: 1037: 1035: 1009: 997:{\displaystyle O((\log N)^{3+\epsilon })} 979: 955: 931: 901: 900: 898: 859: 839: 811: 751: 750: 748: 701: 696:, then it is very likely that the number 681: 676:If this fails to hold for several random 647: 619: 613: 593: 556: 528: 522: 499: 479: 434: 428: 401: 395: 375: 340: 325: 256: 250: 203: 185: 2465: 2463: 2461: 2459: 2457: 2455: 2453: 2451: 2449: 2447: 2182: 2180: 2115:Konstantin Agafonov (Seventeen or Bust) 1561: 2341:, Springer New York, pp. 159–186, 2176: 1704:Ben Maloney (Prime Sierpinski Problem) 2409:"The Top Twenty: Largest Known Primes" 2496: 2494: 7: 2427:"The Prime Glossary: Fermat divisor" 2257: 2255: 2233: 2231: 2229: 1964:Generalized Cullen with base 131072 1602:Szabolcs Péter (Sierpinski Problem) 1201:to prove that 78557 is the smallest 2743:Brown, Daniel R. L. (24 Feb 2015). 2501:Goetz, Michael (27 February 2018). 1217:have yielded several more numbers. 655: 564: 474:, which states that a Proth number 290:. The first few Proth primes are 27:Prime number of the form k*(2^n)+1 25: 2765:Acar, Tolga; Shumow, Dan (2010). 1452:{\displaystyle 121\times 2^{n}+1} 1314:{\displaystyle k\times 2^{n+2}+1} 1269:{\displaystyle F_{n}=2^{2^{n}}+1} 218:{\displaystyle N=k\times 2^{n}+1} 140:Proth primes: primes of the form 4080:Eponymous numbers in mathematics 3182:Supersingular (moonshine theory) 2724:Alexander von Humboldt-Professur 2144:Also, Proth primes can optimize 1413:{\displaystyle 27\times 2^{n}+1} 1376:Thabit primes of the second kind 2339:The Mathematics of Paul Erdős I 1967:Ryan Propper and Serge Batalov 1882:Ryan Propper and Serge Batalov 1536:{\displaystyle k\times 2^{n}+1} 1494:{\displaystyle n\times 2^{n}+1} 1367:{\displaystyle 3\times 2^{n}+1} 648: 557: 3177:Supersingular (elliptic curve) 2388:Van Zimmerman (30 Nov 2016) . 1082: 1065: 1052: 1049: 1043: 1023:{\displaystyle \epsilon >0} 991: 976: 963: 960: 937: 928: 915: 912: 906: 876: 864: 817: 808: 795: 792: 765: 762: 756: 659: 649: 568: 558: 320:A Proth number takes the form 74: 62: 1: 2958:2 ± 2 ± 1 2347:10.1007/978-1-4614-7258-2_12 2159:As Proth primes have simple 1215:extended Sierpiński problem 4096: 2202:10.1007/s11139-021-00536-2 2154:Discrete logarithm problem 2135:Goldbach's weak conjecture 1332:general Proth prime search 463: 449:{\displaystyle 2^{n}>k} 416:{\displaystyle 2^{n}>k} 355:{\displaystyle N=k2^{n}+1} 282:is a Proth number that is 271:{\displaystyle 2^{n}>k} 4053: 2624:"Fermat factoring status" 882:{\displaystyle O(\log N)} 113:3, 5, 13, 17, 41, 97, 113 4075:Classes of prime numbers 3564:Mega (1,000,000+ digits) 3433:Arithmetic progression ( 2720:"Harald Andrés Helfgott" 1807:James Brown (PrimeGrid) 1211:prime Sierpiński problem 2474:"The top twenty: Proth" 2371:"The Top Twenty: Proth" 1276:are always of the form 741:deterministic algorithm 739:In 2008, Sze created a 370:are positive integers, 3719:Industrial-grade prime 3096:Newman–Shanks–Williams 2150:Diffie–Hellman problem 1557: 1537: 1495: 1453: 1414: 1368: 1315: 1270: 1195: 1160: 1109:proves that only base 1089: 1024: 998: 944: 883: 848: 824: 710: 690: 670: 602: 579: 508: 488: 450: 417: 384: 356: 272: 219: 4056:List of prime numbers 3514:Sophie Germain/Safe ( 2293:mathworld.wolfram.com 2268:mathworld.wolfram.com 2195:, Springer: 181–198, 1955:404849 × 2 + 1 1693:168451 × 2 + 1 1612:202705 × 2 + 1 1580:Discoverer (Project) 1550: 1538: 1496: 1454: 1415: 1369: 1316: 1271: 1196: 1161: 1105:. In such a scenario 1090: 1025: 999: 945: 884: 849: 830:time, where Õ is the 825: 743:that runs in at most 724:: it never returns a 711: 691: 671: 603: 580: 509: 489: 451: 418: 385: 357: 273: 220: 54:Author of publication 3238:(10 − 1)/9 2104:19249 × 2 + 1 1934:99739 × 2 + 1 1591:10223 × 2 + 1 1508: 1466: 1424: 1385: 1339: 1280: 1227: 1185: 1131: 1034: 1008: 954: 897: 858: 838: 747: 700: 680: 612: 592: 521: 498: 478: 427: 394: 374: 324: 249: 184: 105: × 2 + 1 3547: ± 7, ... 3074:By integer sequence 2859:(2 + 1)/3 2628:www.prothsearch.com 2575:www.prothsearch.com 2503:"Seventeen or Bust" 2472:Caldwell, Chris K. 2287:Weisstein, Eric W. 2262:Weisstein, Eric W. 1683:Ryan Propper (LLR) 1654:Ryan Propper (LLR) 722:Las Vegas algorithm 68:4304683178 below 2 32: 3729:Formula for primes 3362: + 2 or 3294:Smarandache–Wellin 2774:Microsoft Research 2658:. 24 December 2019 2314:Weisstein, Eric W. 2146:den Boer reduction 1643:Generalized Fermat 1533: 1491: 1449: 1410: 1364: 1311: 1266: 1220:Since divisors of 1207:Sierpinski problem 1191: 1156: 1085: 1020: 994: 940: 879: 844: 820: 706: 686: 666: 598: 575: 504: 484: 446: 413: 380: 352: 268: 215: 118:Largest known term 4062: 4061: 3673:Carmichael number 3608:Composite numbers 3543: ± 3, 8 3539: ± 1, 4 3502: ± 1, … 3498: ± 1, 4 3494: ± 1, 2 3484: 3483: 3029:3·2 − 1 2934:2·3 + 1 2848:Double Mersenne ( 2571:"New GFN factors" 2407:Caldwell, Chris. 2369:Caldwell, Chris. 2356:978-1-4614-7258-2 2317:"Proth's Theorem" 2189:Ramanujan Journal 2121: 2120: 2033:81 × 2 + 1 2005:81 × 2 + 1 1977:25 × 2 + 1 1877:Gaussian Mersenne 1846:37 × 2 + 1 1817:11 × 2 + 1 1753:13 × 2 + 1 1324:As of July 2023, 1203:Sierpinski number 1194:{\displaystyle t} 1179:Seventeen or Bust 1046: 909: 847:{\displaystyle k} 759: 728:but can return a 720:. This test is a 709:{\displaystyle p} 689:{\displaystyle a} 635: 601:{\displaystyle a} 544: 507:{\displaystyle a} 487:{\displaystyle p} 460:Primality testing 383:{\displaystyle k} 167: 166: 16:(Redirected from 4087: 3593:Eisenstein prime 3548: 3524: 3503: 3475: 3447: 3427: 3411: 3395: 3390: + 6, 3386: + 2, 3371: 3366: + 4, 3347: 3322: 3239: 3202:Highly cototient 3064: 3063: 3057: 3047: 3030: 3021: 3006: 2983: 2982:·2 − 1 2971: 2970:·2 + 1 2959: 2950: 2935: 2926: 2913: 2898: 2883: 2871: 2870:·2 + 1 2860: 2851: 2842: 2833: 2808: 2801: 2794: 2785: 2778: 2777: 2771: 2762: 2756: 2755: 2749: 2740: 2734: 2733: 2731: 2730: 2716: 2710: 2709: 2707: 2695: 2689: 2688: 2686: 2674: 2668: 2667: 2665: 2663: 2653: 2645: 2639: 2638: 2636: 2634: 2620: 2614: 2613: 2611: 2609: 2600: 2592: 2586: 2585: 2583: 2581: 2567: 2550: 2549: 2547: 2545: 2532: 2524: 2518: 2517: 2515: 2513: 2498: 2489: 2488: 2486: 2484: 2469: 2442: 2441: 2439: 2437: 2423: 2417: 2416: 2404: 2398: 2397: 2385: 2379: 2378: 2366: 2360: 2359: 2334: 2328: 2327: 2326: 2309: 2303: 2302: 2300: 2299: 2284: 2278: 2277: 2275: 2274: 2259: 2250: 2249: 2247: 2235: 2224: 2223: 2214: 2204: 2184: 2133:. For example, 2061:9 × 2 + 1 1867:(2 + 1) × 2 + 1 1774:3 × 2 + 1 1714:7 × 2 + 1 1562: 1547:is in this list: 1542: 1540: 1539: 1534: 1526: 1525: 1500: 1498: 1497: 1492: 1484: 1483: 1458: 1456: 1455: 1450: 1442: 1441: 1419: 1417: 1416: 1411: 1403: 1402: 1373: 1371: 1370: 1365: 1357: 1356: 1320: 1318: 1317: 1312: 1304: 1303: 1275: 1273: 1272: 1267: 1259: 1258: 1257: 1256: 1239: 1238: 1200: 1198: 1197: 1192: 1165: 1163: 1162: 1157: 1149: 1148: 1118: 1104: 1094: 1092: 1091: 1086: 1081: 1080: 1076: 1048: 1047: 1039: 1029: 1027: 1026: 1021: 1003: 1001: 1000: 995: 990: 989: 949: 947: 946: 941: 936: 935: 911: 910: 902: 888: 886: 885: 880: 853: 851: 850: 845: 829: 827: 826: 821: 816: 815: 761: 760: 752: 715: 713: 712: 707: 695: 693: 692: 687: 675: 673: 672: 667: 662: 637: 636: 631: 620: 607: 605: 604: 599: 584: 582: 581: 576: 571: 546: 545: 540: 529: 513: 511: 510: 505: 493: 491: 490: 485: 455: 453: 452: 447: 439: 438: 422: 420: 419: 414: 406: 405: 389: 387: 386: 381: 361: 359: 358: 353: 345: 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Index

Proth number
François Proth
Subsequence
prime numbers
OEIS
A080076
natural number
integers
odd
prime
François Proth
OEIS
A080076
Proth's theorem
Proth's theorem
composite
Las Vegas algorithm
false positive
false negative
probably prime
deterministic algorithm
soft-O
Cullen prime
Pépin's test
PrimeGrid
Mersenne prime
Seventeen or Bust
Sierpinski number
Sierpinski problem
prime Sierpiński problem

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