问题: 完全数的性质是什么?
曾经在某一本书中遇到过“完全数”这个词,一直不明白啊……只知道第一个完全数是6仅此而已……希望某些高人能帮我指点一下迷津。
解答:
【定义】
若一个自然数,它所有的真因子(即除了自身以外的约数)的和恰好等于它本身,这种数叫做完全数。
例如,
6=1+2+3
28=1+2+4+7+14
496=1+2+4+8+16+31+62+124+248
8128=1+2+4+8+16+32+64+127+254+508+1016+2032+4064
对于“4”这个数,它的真因子有1、2,其和是3。由于4本身比其真因子之和要大,这样的数叫做盈数。对于“12”这个数,它的真因子有1、2、3、4、6,其和是16。由于12本身比其真因子之和要小,这样的数就叫做亏数。那么有没有既不盈余,又不亏欠的数呢?即等于它自己的所有真因子之和的数,这样的数就叫做完全数。
【性质】
完全数有许多有趣的性质:
⒈它们都能写成连续自然数之和。
如:6 = 1+2+3;
28 = 1+2+3+4+5+6+7;
496 = 1+2+3+……+30+31;
……
⒉它们的全部因数的倒数之和都是2,因此每个完全数都是调和数。
如:1/1+1/2+1/3+1/6=2;
1/1+1/2+1/4+1/7+1/14+1/28=2;
……
【疑难问题】
⑴到底有多少完全数?寻找完全数并不是容易的事。经过不少数学家研究,到目前为止,一共找到了40多个完全数。
⑵有没有奇完全数?奇怪的是,已发现的44个完全数都是偶数,会不会有奇完全数存在呢?如果存在,它必须大于10^300。
至今无人能回答这些问题。
尽管没有发现奇完全数,但是当代数学家奥斯丁·欧尔证明,若有奇完全数,则其形式必然是12p + 1或36p + 9的形式,其中p是素数。在10^18以下的自然数中奇完全数是不存在的。
【完全数公式】
大数学家欧几里德曾推算出完全数的获得公式:如果2^p-1质数,那么(2^p-1)2^(p-1)便是一个完全数。p=2,2^p-1=3是质数,(2^p-1)2^(p-1)=3X2=6,p=3,2^p-1=7是质数,(2^p-1)2^(p-1)=7X4=28但是2^p-1什么条件下才是质数呢?
当2^p-1是质数的时候,称其为梅森素数!顾名思义,就是梅森第一个系统地研究这种形式的素数的!事实上,至今,人类只发现了44个梅森素数,也就是只发现了44个完全数。
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