实际数

✍ dations ◷ 2025-12-06 08:00:05 #整数数列

实际数(practical number)是指一正整数有许多约数,所有小于的正整数都可以用数个的相异真约数和表示。例如12的真约数有1, 2, 3, 4及6,而1至11的数字中有几个不是12的真约数,但都可以表示为数个相异真约数的和:5=3+2, 7=6+1, 8=6+2, 9=6+3, 10=6+3+1及11=6+3+2。

以下是实际数的列表(OEIS中的数列A005153):1, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 18, 20, 24, 28, 30, 32, 36, 40, 42, 48, 54, ....

12,13世纪的意大利数学家斐波那契在其著作《计算之书》(Liber Abaci)中,在说明如何用埃及分数的和表示有理数时有用到实际数。斐波那契没有正式的定义实际数,但其中有一个表,其中有许多分数的分母为实际数。

实际数(practical number)一词最早是由Srinivasan在1948年开始使用,他希望可以找出有这类性质的数字,此工作后来在1955年由Stewart和Sierpiński完成。利用正整数的素因数分解可以判断是否是实际数,所有2的幂及偶数的完全数都是实际数。

已发现实际数和素数有许多类似的特质。

一个正整数可以由其素因数分解看出是否是实际数,一正整数 n = p 1 α 1 . . . p k α k {\displaystyle n=p_{1}^{\alpha _{1}}...p_{k}^{\alpha _{k}}} 之间的:

其中 σ ( x ) {\displaystyle \sigma (x)} 的除数函数。

例如3 ≤ σ(2)+1 = 4,29 ≤ σ(2 × 32)+1 = 40,及823 ≤ σ(2 × 32 × 29)+1=1171,因此2 × 32 × 29 × 823 = 429606为一实际数。

由于以上条件成立时,才能用其他较小的约数和表示 p i 1 {\displaystyle p_{i}-1}  − 1(2 − 1),其奇数的素因数可以用其他偶数部分的除数函数来表示,因此也满足实际数的充份必要条件。

任一个素数阶乘也都是实际数。根据伯特兰-切比雪夫定理,素数阶乘中最大的素数会小于次大素数和最小素数(2)的乘积,因此满足实际数的充份必要条件。前个素数幂次的乘积也都是实际数,包括阶乘以及斯里尼瓦瑟·拉马努金提出的高合成数。

若为实际数,则小于1的有理数/可以表示∑/来表示,其中为的相异约数,此式的每一项都可以化简为单位分数,因此此式即为/的埃及分数表示式。例如

斐波那契在其著作《计算之书》(Liber Abaci)中列出许多用埃及分数表示有理数的方式,首先先确认分数是否可以直接化简为单位分数,再来则是设法将分子表示为分母约数的和,此方式只在分母为实际数时有效。斐波那契列出了分母为6, 8, 12, 20, 24, 60及100时,分数用埃及分数表示时的表示式。

实际数特别的一点是其许多性质都类似素数。例如假设()为小于实际数的个数,Saias证明存在常数12使得下式成立:

以上公式可以对应素数的素数定理。此证明解答了Margenstern的猜想:存在特定常数,使得()渐近于/log 。也强化了保罗·埃尔德什所提出:实际数在正整数中的密度为0的论点。

实际数也有对应哥德巴赫猜想及孪生素数猜想的定理:每一个偶数可以表示为二个实际数的和,以及存在无限多个  − 2, ,  + 形式的实际数。Melfi也证明在斐波那契数列中存在无限多个实际数,素数对应的问题是是否存在无限多个斐波那契素数,此问题仍为开放问题,还没有被证明,但也还找不到反例。Hausman及Shapiro证明若为正实数,在区间内存在实际数,可以对应素数中的勒让德猜想。

相关

  • 玻尔兹曼常数玻尔兹曼常数(英语:Boltzmann constant)是有关于温度及能量的一个物理常数,常用 k {\displaystyle k} 或
  • span class=nowrapTiClsub4/sub/span四氯化钛,或氯化钛(IV),是化学式为 TiCl4 的无机化合物。四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。室温下,四氯化钛为无色液体,并在空气中发烟,生成二氧化钛固体和盐酸液滴的
  • 石蛾石蛾,即毛翅目(Trichoptera),是一群具有水生幼虫和陆生成虫的昆虫。大约有14,500种被描述的物种,其中大部分可以根据成年口器分为完须亚目(英语:Integripalpia)(Integripalpia)和环须
  • 活化活化 (Activation),在化学/生化学中通常指使某物准备好或进入激发的状态,以利于进行后续化学反应的过程。化学上,活化是指一个分子可逆性地跃迁/过渡,成为更具有进行某特定化学
  • 波兹南事件波兹南事件(波兰语:Poznański Czerwiec),又名波兹南抗议或波兹南1956年起义是历史上第一次波兰人民对波兰人民共和国政府的大规模抗议事件。1956年6月28日要求改善工作条件的罢
  • KC-10A ExtenderKC-10加油机(英语:KC-10 Extender)是三发动机麦道DC-10飞机的军事版本,是为美国空军改装而来。 KC-10其主要角色是专门结合军事用途,拥有运输和空中加油的设备。它在开发时补充了
  • 丹尼尔·费尔南德斯丹尼尔·费尔南德斯(葡萄牙语:Daniel Heuer Fernandes;1992年11月13日-)是一位葡萄牙足球运动员。在场上的位置是守门员。他现在效力于德国足球乙级联赛球队柏达邦07体育会。他也
  • 排队栏杆排队栏杆,又称红龙柱、围栏柱、伸缩栏杆,是一种方便移动的临时性栏杆。主要用来引导人群,常见于飞机场的报到处和安检入口,以及百货公司的电梯口和结账柜台。分为垂直的部件和水
  • 河下水希河下水希(1971年8月30日-)是日本女性漫画家、静冈县出身、血型A型。刚出道时以桃栗 みかん(桃栗蜜柑)为笔名,后改为现名。1992年,向漫画杂志《JUNE》的“竹宫惠子的绘画教室”(竹宮
  • 尹厚明尹厚明 ((1946年1月17日-))是一名当代韩国当代作家,出生于江原道江陵市,毕业于延世大学。著名的作品有以中国作为题材、1983年出版的敦煌之爱。