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稀少而有趣的完美數

來源:數學日記 文章作者: 2008-07-02 11:14:53

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  已知自然數a和b,如果b能夠整除a,就說b是a的一個因數,也稱為約數。顯然,任何自然數a,總有因數1和a。我們把小于a的因數叫做a的真因數。

  例如6,12,14這三個數的所有真因數:

  6:1,2,3;1+2+3=6

  12:1,2,3,4,6;1+2+3+4+6=16>12

  14:1,2,7;1+2+7=10<14

  像12這樣小于它的真因數之和的叫做虧數(不足數);大于真因數之和的(如14)叫做盈數或過剩數;恰好相等的(如6)叫做完全數,也稱為完美數。

  古希臘人非常重視完全數。大約在公元100年,尼哥馬修斯寫了第一本專門研究數論的書《算術入門》,其中寫道:“也許是這樣:正如美的、卓絕的東西是罕有的,是容易計數的,而丑的、壞的東西卻滋蔓不已;所以盈數和虧數非常之多,而且紊亂無章,它們的發現也毫無系統。但是完全數則易于計數,而且又順理成章……,它們具有一致的特性;尾數都是6或8,而且永遠是偶數。”

  現在數學家已發現,完全數非常稀少,至今人們只發現29個,而且都是偶完全數。前5個分別是:6,28,496,8128,33550336。

  完全數有許多有趣的性質,例如:

  1.它們都能寫成連續自然數之和:

  6=1+2+3,28=1+2+3+4+5+6+7,496=1+2+3+4+……+31,8128=1+2+3+4+……+127;

  2.它們的全部因數的倒數之和都是2。

  1/1+1/2+1/3+1/6=2

  1/1+1/2+1/4+1/7+1/(14)+1/(28)=2

  1/1+1/2+1/4+1/8+1/(16)+1/(31)+1/(62)+1/(124)+1/(248)+1/(496)=2

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