奇完全数是否存在呀?有人证明了没呀?
来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/11 01:04:51
奇完全数是否存在呀?有人证明了没呀?
完全数
毕达哥拉斯学派发现了完全数.在正整数N的正约数中,除了N本身外,其它约数之和如等于N时,N就被称为完全数.如:6;28.
6:其约数,1;2;3.其和,1+2+3=6.
28:其约数,1;2;4;7;14.其和,1+2+4+7+14=28.
……
关于完全数,有两个问题:
⑴是否有奇数完全数?(欧拉提出来的)
⑵完全数是有限个,还是无穷个?
问题⑴是否有奇数完全数?
可以证明没有.
因为所有正整数N可用幂的方式表示.幂的方式又可用质因展开表示.可以归纳为下列几类:
Pn
2N+1 (P1P2…)n
Pa1Pb2…
(Pª1Pb2…)n
Nn 2n
2N 2ªPb…
(2P…)n
(2aPb…)n
我们应该注意到,欧几里得的《几何原本》早就给这些正整数的约数有了三个定义:
其约数之和大于其本身为盈数;
其约数之和小于其本身为亏数;
其约数之和等于其本身为完全数.
在什么情况之下,才形成上述三大类数?
我们知道,一个正整数的约数个数有其公式:
(aP1+1)*(bP2+1)……(rPn+1)
由此可证明:
当 正整数N n=Pn 时,其约数个数随指数n的递增,而成算术级数递增.其约数个数是:n+1(个).其Pn 不计,其约数之和等于(Pn -1)÷(P-1).而小于Pn ,是一个亏数.
当正整数Nn =2n+1为奇数时.其质因分解为(p1p2……)n ;Pa1Pb2……;(Pa1Pb2……)n 时,其Nn 不计,其约数之和还是小于NN,是一个亏数.其实是不含2的质因子的多次幂数,都是亏数.
当正整数Nn=2N为偶数时,其质因分解为(2P1……)n ;2aPª……;(2aPb2……)n 时.其Nn 不计,其约数之和随n的递增与素因子的增多,而使其数Nn 形成亏数;完全数;盈数等.也就是说只有偶数才有亏数,盈数,完全数之分.现例举指数与素因子的关系看:
P1P2其约数个数是(1P1+1)*(1P2+1)=4(个).
(P1P2)2 其约数个数是(2P1+1)*(2P2+1)=9(个)
P1P2P3其约数个数是(1P1+1)*(1P2+1)*(1P3+1)=8(个).
(P1P2P3)2 其约数个数是(2P1+1)*(2P2+1)*(2P3+1)=27(个).
……
根据幂和质因分解的关系,可归纳正整合数的约数为二至三部分:
⑴各质因子的公约数:
P01=P02=P03=……P0n=1.
⑵各质因子的自身幂约数:
P1;P21;P31;……;Pn1.
P2;P22;P32;……;Pn2.
……
Pn;P2n;P3n;……Pnn.
⑶各质因子的交汇相乘约数:
P1P2;P21P2;P31P2;……Pn1P2;
P1P22;P21P22;P31P22;……Pn1P22;
……
Pn1Pn2Pn3……Pn-1n.
欧几里得的《几何原本》中曾给出过完全数的定义,并证明了完全数的一个重要性质:如果2p-1是素数,则:2p-1(2p-1)是完全数.
欧几里得和人们都没注意到完全数的约数的关系:是一个乘法分配律的性质:
2(2p-1);22(2p-1);23(2p-1)……;2p-1(2p-1).
所以完全数,把其三部分约数相加就得到了上述的乘法分配律性质.具体简化就得到下列等式:Pn+Pn+1+Pn+2+……+P2n=P2n+1-Pn.例:24(25-1).
24(25-1)其约数有;
⑴各质因子的公约数,20=(25-1)0=1
⑵各质因子的幂约数,2;22=4;23=8;24=16;(25-1)=31.
⑶各质因子的交汇相乘约数,2(25-1)=26-2;22(25-1)=27-22;23(25-1)=28-23;24(25-1)=29-24.
所以把三部分约数相加得到了下列等式:
1+2+22+23+24+(25-1)+(26-2)+(27-22)+(28-23)=29-24=496.简化得:24+25+26+27+28=29-24=496
因此,从Pn+Pn+1+Pn+2+……+P2n=P2n+1-Pn 旳等式中.我们己经知道了各质因子的公约数1与质因子(2p-1)是如何消除而得到了完全数.
现在对(P2n+1-1)进行计算分析:要使(P2n+1-1)为素数,同时消除公约数1与消除质因子(P2n+1-1),只有P=2时才成立.所以也是唯一的.因此奇数不具备这些性质.
所以没有奇数完全数.
另外,2还有一个奇妙的性质:2+2=22;22+22=23;;23+23=24;……
毕达哥拉斯学派发现了完全数.在正整数N的正约数中,除了N本身外,其它约数之和如等于N时,N就被称为完全数.如:6;28.
6:其约数,1;2;3.其和,1+2+3=6.
28:其约数,1;2;4;7;14.其和,1+2+4+7+14=28.
……
关于完全数,有两个问题:
⑴是否有奇数完全数?(欧拉提出来的)
⑵完全数是有限个,还是无穷个?
问题⑴是否有奇数完全数?
可以证明没有.
因为所有正整数N可用幂的方式表示.幂的方式又可用质因展开表示.可以归纳为下列几类:
Pn
2N+1 (P1P2…)n
Pa1Pb2…
(Pª1Pb2…)n
Nn 2n
2N 2ªPb…
(2P…)n
(2aPb…)n
我们应该注意到,欧几里得的《几何原本》早就给这些正整数的约数有了三个定义:
其约数之和大于其本身为盈数;
其约数之和小于其本身为亏数;
其约数之和等于其本身为完全数.
在什么情况之下,才形成上述三大类数?
我们知道,一个正整数的约数个数有其公式:
(aP1+1)*(bP2+1)……(rPn+1)
由此可证明:
当 正整数N n=Pn 时,其约数个数随指数n的递增,而成算术级数递增.其约数个数是:n+1(个).其Pn 不计,其约数之和等于(Pn -1)÷(P-1).而小于Pn ,是一个亏数.
当正整数Nn =2n+1为奇数时.其质因分解为(p1p2……)n ;Pa1Pb2……;(Pa1Pb2……)n 时,其Nn 不计,其约数之和还是小于NN,是一个亏数.其实是不含2的质因子的多次幂数,都是亏数.
当正整数Nn=2N为偶数时,其质因分解为(2P1……)n ;2aPª……;(2aPb2……)n 时.其Nn 不计,其约数之和随n的递增与素因子的增多,而使其数Nn 形成亏数;完全数;盈数等.也就是说只有偶数才有亏数,盈数,完全数之分.现例举指数与素因子的关系看:
P1P2其约数个数是(1P1+1)*(1P2+1)=4(个).
(P1P2)2 其约数个数是(2P1+1)*(2P2+1)=9(个)
P1P2P3其约数个数是(1P1+1)*(1P2+1)*(1P3+1)=8(个).
(P1P2P3)2 其约数个数是(2P1+1)*(2P2+1)*(2P3+1)=27(个).
……
根据幂和质因分解的关系,可归纳正整合数的约数为二至三部分:
⑴各质因子的公约数:
P01=P02=P03=……P0n=1.
⑵各质因子的自身幂约数:
P1;P21;P31;……;Pn1.
P2;P22;P32;……;Pn2.
……
Pn;P2n;P3n;……Pnn.
⑶各质因子的交汇相乘约数:
P1P2;P21P2;P31P2;……Pn1P2;
P1P22;P21P22;P31P22;……Pn1P22;
……
Pn1Pn2Pn3……Pn-1n.
欧几里得的《几何原本》中曾给出过完全数的定义,并证明了完全数的一个重要性质:如果2p-1是素数,则:2p-1(2p-1)是完全数.
欧几里得和人们都没注意到完全数的约数的关系:是一个乘法分配律的性质:
2(2p-1);22(2p-1);23(2p-1)……;2p-1(2p-1).
所以完全数,把其三部分约数相加就得到了上述的乘法分配律性质.具体简化就得到下列等式:Pn+Pn+1+Pn+2+……+P2n=P2n+1-Pn.例:24(25-1).
24(25-1)其约数有;
⑴各质因子的公约数,20=(25-1)0=1
⑵各质因子的幂约数,2;22=4;23=8;24=16;(25-1)=31.
⑶各质因子的交汇相乘约数,2(25-1)=26-2;22(25-1)=27-22;23(25-1)=28-23;24(25-1)=29-24.
所以把三部分约数相加得到了下列等式:
1+2+22+23+24+(25-1)+(26-2)+(27-22)+(28-23)=29-24=496.简化得:24+25+26+27+28=29-24=496
因此,从Pn+Pn+1+Pn+2+……+P2n=P2n+1-Pn 旳等式中.我们己经知道了各质因子的公约数1与质因子(2p-1)是如何消除而得到了完全数.
现在对(P2n+1-1)进行计算分析:要使(P2n+1-1)为素数,同时消除公约数1与消除质因子(P2n+1-1),只有P=2时才成立.所以也是唯一的.因此奇数不具备这些性质.
所以没有奇数完全数.
另外,2还有一个奇妙的性质:2+2=22;22+22=23;;23+23=24;……