一共有哪些完美数?

2024-11-20 18:47:26
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回答1:

,是一些特殊的自然数。它所有的真因子(即除了自身以外的约数)的和(即因子函数),恰好等于它本身。
如果一个数恰好等于它的因子之和,则称该数为“完全数”。第一个完全数是6,第二个完全数是28,第三个完全数是496,后面的完全数还有8128、33550336等等。
中文名
完全数
外文名
Perfect number
别称
完美数或完备数
类型
特殊的自然数
性质1
所有的完全数都是三角形数
性质2
可以表示成连续奇立方数之和
定义
如果一个数恰好等于它的因子之和,则称该数为“完全数”[1] 。各个小于它的约数(真约数,列出某数的约数,去掉该数本身,剩下的就是它的真约数)的和等于它本身的自然数叫做完全数(Perfect number),又称完美数或完备数。
例如:第一个完全数是6,它有约数1、2、3、6,除去它本身6外,其余3个数相加,1+2+3=6。第二个完全数是28,它有约数1、2、4、7、14、28,除去它本身28外,其余5个数相加,1+2+4+7+14=28。第三个完全数是496,有约数1、2、4、8、16、31、62、124、248、496,除去其本身496外,其余9个数相加,1+2+4+8+16+31+62+124+248=496。后面的完全数还有8128、33550336等等。
特有性质
(1)所有的完全数都是三角形数。例如:6=1+2+3;28=1+2+3+...+6+7;496=1+2+3+...+30+31;8128=1+2+3…+126+127。
(2)所有的完全数的倒数都是调和数。例如: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。
(3)可以表示成连续奇立方数之和。除6以外的完全数,都可以表示成连续奇立方数之和,并规律式增加。例如:28=13+3^3;496=1^3+3^3+5^3+7^3;8128=1^3+3^3+5^3+……+15^3;33550336=1^3+3^3+5^3+……+125^3+127^3。
(4)都可以表达为2的一些连续正整数次幂之和。不但如此,而且它们的数量为连续质数。例如:6=2^1+2^2;28=2^2+2^3+2^4;496=2^4+2^5+2^6+2^7+2^8;8128=2^6+2^7+2^8+2^9+2^10+2^11+2^12;33550336=2^12+2^13+……+2^24。
(5)完全数都是以6或8结尾。如果以8结尾,那么就肯定是以28结尾。(科学家仍未发现由其他数字结尾的完全数。)
(6)各位数字辗转式相加个位数是1。除6以外的完全数,把它的各位数塌铅字相加,直到变成个位数,那么这个个位数山芦一定是1。例如:28:2+8=10,1+0=1;496:4+9+6=19,1+9=10,1+0=1;8128:8+1+2+8=19,1+9=10,1+0=1;33550336:3+3+5+5+0+3+6=28,2+8=10,1+0=1。
(7)它们被3除余1、被9除余1、1/2被27除余1。除6以外的完全数,它们被3除余1,9除余1,还有1/2被27除余1。28/3 商9余1,28/9 商3余1,28/27 商1余1。496/3 商165余1,496/9 商55余1。8128/3 商2709余1,8128/9 商903余1,8128/27 商301余1。
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。”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,因为上帝创造世界花了六天,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;事实上,因为这个数是一个完全数,所以上帝在六天之内把一切事物都造好了。
图1 毕达哥拉斯
在中国文化里:有六谷、六畜、战国时期的六国、秦始皇以六为国数、六常(仁、义、礼、智、信、孝)、天上四方有二十八宿等等,6和28,在中国历史长河中,之所以熠熠逗衫带生辉,是因为它是一个完全数。难怪生有的学者说,中国发现完全数比西方还早呢。
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。它很久以来就一直对数学家和业余爱好者有着一种特别的吸引力,他们没完没了地找寻这一类数字。接下去的两个完数看来是公元1世纪,毕达哥拉斯学派成员尼克马修斯发现的,他在其《数论》一书中有一段话如下:也许是这样,正如美的、卓绝的东西是罕有的,是容易计数的,而丑的、坏的东西却滋蔓不已;是以盈数和亏数非常之多,杂乱无章,它们的发现也毫无系统。但是完全数则易于计数,而且又顺理成章:因为在个位数里只有一个6;十位数里也只有一个28;第三个在百位数的深处,是496;第四个却在千位数的尾巴颈部上,是8128。它们具有一致的特性:尾数都是6或8,而且永远是偶数。但在茫茫数海中,第五个完全数要大得多,居然藏在千万位数的深处!它是33550336,它的寻求之路也更加扑朔迷离,直到十五世纪才由一位无名氏给出。这一寻找完全数的努力从来没有停止。电子计算机问世后,人们借助这一有力的工具继续探索。笛卡尔曾公开预言:“能找出完全数是不会多的,好比人类一样,要找一个完美人亦非易事。”时至今日,人们一直没有发现有奇完全数的存在。于是是否存在奇完全数成为数论中的一大难题。只知道即便有,这个数也是非常之大,并且需要满足一系列苛刻的条件。
疑难问题
(1)到底有多少完全数?
答:寻找完全数并不是容易的事。经过不少数学家研究,到2013年2月6日为止,一共找到了48个完全数。
(2)有没有奇完全数?
答:奇怪的是,已发现的48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12^p+1或36^p+9的形式,其中p是素数。在10^300以下的自然数中奇完全数是不存在的。
另外,如果存在奇完全数,则它们必能表示p^2*q的形式,除6外的偶完全数亦有此性质。
计算方法
推导公式
大数学家欧拉曾推算出完全数的获得公式:如果p是质数,且2^p-1也是质数,那么(2^p-1)X2^(p-1)便是一个完全数。
例如p=2,是一个质数,2^p-1=3也是质数,(2^p-1)X2^(p-1)=3X2=6,是完全数。
例如p=3,是一个质数,2^p-1=7也是质数,(2^p-1)X2^(p-1)=7X4=28,是完全数

回答2:

完全数(Perfect number),又称完美数或完备数,是一些特殊的自然数。它所有的真因子(即除了自身以外的约数)的和(即因子函数),恰好等于它本身。
如果一个数恰好等于它的因子之和,则称该数为“完全数”。第一个完全数是6,第二个完全数是28,第三个完全数是496,后面的完全数还有8128、33550336等等。
中文名
完全数
外文名
Perfect number
别称
完美数或完备数
类型
特殊的自然数
性质1
所有的完全数都是三角形数
性质2
可以表示成连续奇立方数之和
定义
如果一个数恰好等于它的因子之和,则称该数为“完全数”[1] 。各个小于它的约数(真约数,列出某数的约数,去掉该数本身,剩下的就是它的真约数)的和等于它本身的自然数叫做完全数(Perfect number),又称完美数或完备数。
例如:第一个完全数是6,它有约数1、2、3、6,除去它本身6外,其余3个数相加,1+2+3=6。第二个完全数是28,它有约数1、2、4、7、14、28,除去它本身28外,其余5个数相加,1+2+4+7+14=28。第三个完全数是496,有约数1、2、4、8、16、31、62、124、248、496,除去其本身496外,其余9个数相加,1+2+4+8+16+31+62+124+248=496。后面的完全数还有8128、33550336等等。
特有性质
(1)所有的完全数都是三角形数。毕橘例如:6=1+2+3;28=1+2+3+...+6+7;496=1+2+3+...+30+31;8128=1+2+3…+126+127。
(2)所有的完全数的倒数都唤碰是调和数。例如: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。
(3)可以表示成连续奇立方数之和。除6以外的完全数,都可以表示成连续奇立方数之和,并规律式增加。例如:28=13+3^3;496=1^3+3^3+5^3+7^3;8128=1^3+3^3+5^3+……+15^3;33550336=1^3+3^3+5^3+……+125^3+127^3。
(4)都可以表达为2的一些连续正整数次幂之和。不但如此,而且它们的数量为连续质数。例如:6=2^1+2^2;28=2^2+2^3+2^4;496=2^4+2^5+2^6+2^7+2^8;8128=2^6+2^7+2^8+2^9+2^10+2^11+2^12;33550336=2^12+2^13+……+2^24。
(5)完全数都是以6或8结尾。如果以8结尾,那么就肯定是以28结尾。(科学家仍未发现由其他数字结尾的完全数。)
(6)各位数字辗转式相加个位数是1。除6以外的完全数,把它的各位数字相加,直到变成个位数,那么这个个位数一定是1。例如:28:2+8=10,1+0=1;496:4+9+6=19,1+9=10,1+0=1;8128:8+1+2+8=19,1+9=10,1+0=1;33550336:3+3+5+5+0+3+6=28,2+8=10,1+0=1。
(7)它们被3除余1、被9除余1、1/2被27除余1。除6以外的完全数,它们被3除余1,9除余1,还有1/2被27除余1。28/3 商9余1,28/9 商3余1,28/27 商1余1。496/3 商165余1,496/9 商55余1。8128/3 商2709余1,8128/9 商903余1,8128/27 商301余1。
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。”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,因为上帝创造世界花了六天,二十八天则是月亮绕地球一周的日数。和数谈圣·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;事实上,因为这个数是一个完全数,所以上帝在六天之内把一切事物都造好了。

图1 毕达哥拉斯
在中国文化里:有六谷、六畜、战国时期的六国、秦始皇以六为国数、六常(仁、义、礼、智、信、孝)、天上四方有二十八宿等等,6和28,在中国历史长河中,之所以熠熠生辉,是因为它是一个完全数。难怪生有的学者说,中国发现完全数比西方还早呢。
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。它很久以来就一直对数学家和业余爱好者有着一种特别的吸引力,他们没完没了地找寻这一类数字。接下去的两个完数看来是公元1世纪,毕达哥拉斯学派成员尼克马修斯发现的,他在其《数论》一书中有一段话如下:也许是这样,正如美的、卓绝的东西是罕有的,是容易计数的,而丑的、坏的东西却滋蔓不已;是以盈数和亏数非常之多,杂乱无章,它们的发现也毫无系统。但是完全数则易于计数,而且又顺理成章:因为在个位数里只有一个6;十位数里也只有一个28;第三个在百位数的深处,是496;第四个却在千位数的尾巴颈部上,是8128。它们具有一致的特性:尾数都是6或8,而且永远是偶数。但在茫茫数海中,第五个完全数要大得多,居然藏在千万位数的深处!它是33550336,它的寻求之路也更加扑朔迷离,直到十五世纪才由一位无名氏给出。这一寻找完全数的努力从来没有停止。电子计算机问世后,人们借助这一有力的工具继续探索。笛卡尔曾公开预言:“能找出完全数是不会多的,好比人类一样,要找一个完美人亦非易事。”时至今日,人们一直没有发现有奇完全数的存在。于是是否存在奇完全数成为数论中的一大难题。只知道即便有,这个数也是非常之大,并且需要满足一系列苛刻的条件。
疑难问题
(1)到底有多少完全数?
答:寻找完全数并不是容易的事。经过不少数学家研究,到2013年2月6日为止,一共找到了48个完全数。
(2)有没有奇完全数?
答:奇怪的是,已发现的48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12^p+1或36^p+9的形式,其中p是素数。在10^300以下的自然数中奇完全数是不存在的。
另外,如果存在奇完全数,则它们必能表示p^2*q的形式,除6外的偶完全数亦有此性质。
计算方法
推导公式
大数学家欧拉曾推算出完全数的获得公式:如果p是质数,且2^p-1也是质数,那么(2^p-1)X2^(p-1)便是一个完全数。
例如p=2,是一个质数,2^p-1=3也是质数,(2^p-1)X2^(p-1)=3X2=6,是完全数。
例如p=3,是一个质数,2^p-1=7也是质数,(2^p-1)X2^(p-1)=7X4=28,是完全数。

回答3:

  完全数也叫完美数

  奇妙的完全数

  古时候,自然数6是一个备受宠爱的数。有人认为,6是属于美神维纳斯的,它象征着美满的婚姻;也有人认为,宇宙之所以这样完美,是因为上帝创造它时花了6天时间……

  自然数6为什么备受人们青睐呢?

  原来,6是一个非常"完善"的数,与它的因数之间有一种奇妙的联系。6的因数共有4个:l、2、3、6,除了6自身这个因数以外,其他的3个都是它的真因数,数学家们发现:把6的所有美因数都加起来,正好等于6这个自然数本身!

  数学上,具有这种性质的自然数叫做完全数。例如,28也是一个完全数,它的真因数有 1、2、4、7、14,而 1+2+4+7+14正好等于28。

  在自然数里,完全数非常稀少,用沧海一粟来形容也不算太夸张。有人统计过,在1万到40000000这么大的范围里,已被发现的完全数也不过兄启寥寥5个;另外,直到1952年,在2000多年的时间,已被发现的完全数总共才有12个。

  并不是数学家不重视完全数,实际上,在非常遥远的古代,他们就开始探索寻找完全数的方法了。公元前3世纪,古希腊著名数学家欧几里得甚至发现了一个计算完全数的公式:如果2n-1是一个质数,那么,由公式N=2n-1(2n-1)算出的数一定是一个完全数。例如,当n=2时,22-1=3是一个质数,于是 N2=22-1(22-1)=2*3=6是一个完全数;当n=3时,N3=28是一个完全数;当n=5时,N5=496也是一个完全数。

  18世纪时,大数学家欧核伍拉又从理论上证明:每一个偶完全数9必定是由这种公式算出的。

  尽管如此,寻找完全数的工作仍然非常艰巨。例如,当n=31时,N31=231-1(231-1)=2305843008139952128,这是一个19位数,不难想像,用笔算出这个完全数该是多么困羡氏如难。

  直到20世纪中叶,随着电子计算机的问世,寻找完全数的工作才取得了较大的进展。1952年,数学家凭借计算机的高速运算,一下子发现了5个完全数,它们分别对应于欧几里得公式中n=521、607、1279、2203和2281时的答案。以后数学家们又陆续发。当 n=3217、4253、4423、9689、9941、11213和19937时,由欧几里得公式算出的答案也是完全数。

  到1975年,人们在无穷无尽的自然数里,总共找出了24个完全数。

  在欧几里得公式里,只要2n-1是质数,2n-1(2n-1)就一定是全数。所以,寻找新的完全数与寻找新的质数密切相关。

  1979年,当人们知道244497-1是一个新的质数时,随之也就知道了244496(244497-1)是一个新的完全数;1983年,人们知道 286243-1是一个更大的质数时,也就知道了 286242(286243-1)是一个更大的完全数。它是迄今所知最大的一个完全数。

  这是一个非常大的数,大到很难在书中将它原原本本地写出来。有趣的是,虽然很少有人知道这个数的最后一个数字是多少,却知道它一定是一个偶数,因为,由欧几里得公式算出的完全数都是偶数!

  那么,奇数中有没有完全数呢?

  曾经有人验证过位数少于36位的所有自然数,始终也没有发现奇完全数的踪迹。不过,在比这还大的自然数里,奇完全数是否存在,可就谁也说不准了。说起来,这还是一个尚未解决的著名数学难题呢。
  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。

回答4:

完全数(Perfect number),又称完美数或完备数,是一些特殊的自然数。它所汪烂有的真因子(即除了自身以外的约茄旁数)的和(即因子函数),恰好颤陵橡等于它本身。如果一个数恰好等于它的因子之和,则称该数为“完全数”。

完全数
如果一个数恰好等于它的因子之和,则称该数为“完全数”[1] 。各个小于它的约数(真约数,列出某数的约数,去掉该数本身,剩下的就是它的真约数)的和等于它本身的自然数叫做完全数(Perfect number),又称完美数或完备数。
例如:第一个完全数是6,它有约数1、2、3、6,除去它本身6外,其余3个数相加,1+2+3=6。第二个完全数是28,它有约数1、2、4、7、14、28,除去它本身28外,其余5个数相加,1+2+4+7+14=28。第三个完全数是496,有约数1、2、4、8、16、31、62、124、248、496,除去其本身496外,其余9个数相加,1+2+4+8+16+31+62+124+248=496。后面的完全数还有8128、33550336等等。
亏数
对于“4”这个数,它的真约数有1、2,其和是3,比4本身小,像这样的自然数叫做亏数。
盈数
对于“12”这个数,它的真约数有1、2、3、4、6,其和是16,比12本身大,像这样的自然数叫做盈数。所以,完全数就是既不盈余,也不亏欠的自然数。

回答5:

到目前为止,一共找到了46个完全数。

1……6 
2……28 
3……496 
4……8128 
5……33550336 
6……8589869056 
7……137438691328 
8……2305843008139952128 
9……2658455991569831744654692615953842176 
10……纤培191561942608236107294793378084303638130997321548169216 
11……13164036458569648337239753460458722910223472318386943117783728128 
12……14474011154664524427946373126085988481573677491474835889066354349131199152128之所以毁皮唯只写到第12个,是握改因为第13个有314位,那么多数字堆在这