如果把一个自然数的所有的约数(本身不在内)加起来能恰好等于这个数时,这样的自然数就叫完全数。例如28除掉本身之外有5个约数,那就是1、2、4、7、14,而,1+2+4+7+14=28,28就是完全数。最小的完全数是6(1+2+3),古代意大利把6看作是属于爱神维纳斯的数,象征美满的婚姻。
早在欧几里得时期就知道完全数可由公式N=(2n-1)(2n—1)给出。这里的第二个因子2n—1必须是个素数。
奇怪的是,所有已发现的完全数都是以6或28结尾的。到目前为止,所有的完全数都是偶数,甚至连一个奇完全数都未发现过,可是也仍然未能证明奇完全数是不存在的。
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完全数(Perfect number,又称完美数)是一些特殊的自然数。
【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
【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;
……
【历史】
公元前6世纪的毕达哥拉斯是最早研究完全数的人,他已经知道6和28是完全数。毕达哥拉斯曾说:“6象征着完满的婚姻以及健康和美丽,因为它的部分是完整的,并且其和等于自身。”不过,或许印度人和希伯来人早就知道它们的存在了。有些《圣经》注释家认为6和28是上帝创造世界时所用的基本数字,他们指出,创造世界花了六天,二十八天则是月亮绕地球一周的日数。圣·奥古斯丁说:6这个数本身就是完全的,并不因为上帝造物用了六天;事实恰恰相反,因为这个数是一个完数,所以上帝在六天之内把一切事物都造好了,即使没有上帝创造世界这种事,6仍旧不失其为完数。
完全数诞生后,吸引着众多数学家与业余爱好者像淘金一样去寻找。它很久
【疑难问题】
⑴到底有多少完全数?寻找完全数并不
⑵有没有奇完全数?奇怪的是,已发现的46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46个梅森素数,也就是只发现了46个完全数。
前10个完全数
6
28
496
8128
130816
2096128
33550336
536854528
8589869056
137438693128