完美数是等于其真因数之和的正整数,所有因数均小于其自身。前三个示例如下。
6 = 1 + 2 + 3
28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14
496 = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 31 + 62 + 124 + 248
偶数和奇数完全数
每个已知的完美数都是偶数。没有人证明奇完全数不存在,但人们不断证明奇完全数必须具有的属性,也许有一天这个属性列表会包含矛盾,证明这样的数字不存在。例如,奇完全数(如果存在)必须超过 1,500 位。
梅森素数
梅森素数是 2 p -1形式的素数。欧几里得证明,如果M是梅森素数,则M ( M +1)/2是偶完全数[1]。两千年后,莱昂哈德·欧拉证明了欧几里得定理的逆命题:所有偶完美数都具有M ( M + 1)/2 的形式,其中M是梅森素数。
目前已知的梅森素数有 52 个。梅森素数的数量被推测是无限的,而迄今为止发现的梅森素数大致符合此类素数的投影分布,因此有理由怀疑完美数的存在是无限多个。至少有52个。
三角数
根据欧拉定理,所有偶完全数的形式为M ( M + 1)/2 ,因此所有偶完全数都是三角形数。
P = 1 + 2 + 3 + … + M
二进制数
即使完美数也具有 2 p −1 (2 p − 1) 的形式,因此这意味着所有完美数在以二进制形式书写时均由p个 1 和p − 1 个零组成。
例如,
496 = 31 × 32 / 2 = 2 4 (2 5 − 1)
496 = 111110000两个,五个一后跟四个零。
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[1] 欧几里得没有使用“梅森素数”这个术语,因为他生活在马林·梅森之前 17 个世纪,但他确实证明了如果 2 p − 1 是素数,则 2 p −1 (2 p − 1) 是完美的。
《完美数》一文首次出现在约翰·D·库克 (John D. Cook)上。
原文: https://www.johndcook.com/blog/2024/11/20/perfect-numbers/