¿Es [matemática] 10 ^ n + 1 [/ matemática] siempre compuesta cuando [matemática] n [/ matemática] es un número entero mayor que dos?

Aún no lo sabemos. Los únicos números primos conocidos de esta forma son 2, 11 y 101, pero es posible que existan más números primos.

Sabemos que [matemática] 10 ^ n + 1 [/ matemática] es compuesta siempre que [matemática] n [/ matemática] no sea una potencia de 2. Esto se debe a que podemos verificarlo fácilmente para cualquier [matemática] k, \ ell \ geq 1 [/ math] el número [math] 10 ^ {(2k + 1) \ ell} +1 [/ math] es divisible por [math] 10 ^ \ ell + 1. [/ math]

Esto significa que si hay algún otro primo de la forma [matemática] 10 ^ n + 1 [/ matemática], entonces debe tener la forma [matemática] 10 ^ {2 ^ m} +1 [/ matemática] para algunos entero positivo [matemática] m [/ matemática].

La gente ya ha comprobado que todos los [math] 10 ^ {2 ^ m} +1 [/ math] para [math] m \ in \ {2,3, \ dots, 23 \} [/ math] son ​​compuestos. También sabemos que algunos valores más grandes de [math] m [/ math] también producen números compuestos (por ejemplo, porque podríamos encontrar un factor pequeño usando la división de prueba).

Hasta donde sé, el candidato más pequeño de esta forma con un estado de primalidad desconocido es el número [matemáticas] 10 ^ {2 ^ {24}} + 1 [/ matemáticas]. Que es un número con 16,777,217 dígitos, por lo que los cálculos pueden tomar un tiempo o dos.

Una búsqueda de primos de Fermat generalizados debería darle más información.

No creo que el resultado sea cierto para todas las potencias de 2, pero de lo contrario es:
Supongamos que n no es una potencia de 2, entonces tenemos [matemática] n = 2 ^ kl [/ matemática], con l un número impar. Ahora reduzca mod [matemáticas] 10 ^ {2 ^ k} + 1 [/ matemáticas]
[matemáticas] 10 ^ {2 ^ k} \ equiv -1 \ pmod {10 ^ {2 ^ k} +1} [/ matemáticas]
Por lo tanto:
[matemáticas] (10 ^ {2 ^ k}) ^ l + 1 \ equiv (-1) ^ l +1 \ equiv 0 \ pmod {10 ^ {2 ^ k} +1} [/ matemáticas]

No, no siempre, un ejemplo contrario sería n = 19 donde 10n + 1 = 191, que es un número primo

EDITAR: La pregunta ha cambiado y mi respuesta original fue a la pregunta “¿Es 10n + 1 siempre factorizable cuando n es un número entero mayor que 2”?