อ่าน 18 นาที
จำนวนที่สมบูรณ์แบบ
ในทฤษฎีจำนวนจำนวนสมบูรณ์คือจำนวนเต็มบวกที่เท่ากับผลรวมของตัวหาร แท้ที่เป็นบวกของมัน นั่นคือ ตัวหารที่ไม่รวมตัวเลขนั้นเองตัวอย่างเช่น 6 มีตัวหารแท้คือ 1, 2 และ 3 และ 1 + 2 + 3 = 6..
จำนวนที่สมบูรณ์แบบ

ในทฤษฎีจำนวนจำนวนสมบูรณ์คือจำนวนเต็มบวกที่เท่ากับผลรวมของตัวหาร แท้ที่เป็นบวกของมัน นั่นคือ ตัวหารที่ไม่รวมตัวเลขนั้นเอง[ 1 ]ตัวอย่างเช่น 6 มีตัวหารแท้คือ 1, 2 และ 3 และ 1 + 2 + 3 = 6 ดังนั้น 6 จึงเป็นจำนวนสมบูรณ์ จำนวนสมบูรณ์ถัดไปคือ 28 เพราะ 28 มีตัวหารแท้คือ 1, 2, 4, 7, 14 และ 1 + 2 + 4 + 7 + 14 = 28
จำนวนสมบูรณ์เจ็ดจำนวนแรกคือ6 , 28 , 496 , 8128 , 33550336, 8589869056 และ 137438691328 [ 2 ]
ผลรวมของตัวหารแท้ของจำนวนหนึ่งเรียกว่าผลรวมของตัวหารร่วม (aliquot sum ) ดังนั้น จำนวนสมบูรณ์ (perfect number) คือจำนวนที่เท่ากับผลรวมของตัวหารร่วมของจำนวนนั้น หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง จำนวนสมบูรณ์คือจำนวนที่เป็นครึ่งหนึ่งของผลรวมของตัวหารบวกทั้งหมดของจำนวนนั้น ในเชิงสัญลักษณ์โดย ที่คือฟังก์ชันผลรวมของตัวหาร
นิยามนี้มีมาแต่โบราณ ปรากฏตั้งแต่สมัยElementsของยูคลิด (เล่ม VII, นิยามที่ 22) ซึ่งเรียกว่าτέλειος ἀριθμός ( จำนวน สมบูรณ์ , อุดมคติหรือจำนวนที่สมบูรณ์ ) ยูคลิดยังพิสูจน์กฎการก่อตัว (เล่ม IX, ข้อเสนอที่ 36) ซึ่งระบุว่าเป็นจำนวนสมบูรณ์คู่เมื่อใดก็ตามที่เป็นจำนวนเฉพาะในรูปแบบสำหรับจำนวนเต็มบวก—ซึ่งปัจจุบันเรียกว่า จำนวน เฉพาะเมอร์เซนน์สองพันปีต่อมาเลออนฮาร์ด ออยเลอร์พิสูจน์ว่าจำนวนสมบูรณ์คู่ทั้งหมดมีรูปแบบนี้[ 3 ]นี่เป็นที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีบทของยูคลิด-ออยเลอร์
ยังไม่ทราบว่ามีจำนวนสมบูรณ์คี่หรือไม่ และยังไม่ทราบว่ามีจำนวนสมบูรณ์อยู่เป็นอนันต์หรือไม่
ประวัติศาสตร์
ประมาณ 300 ปีก่อนคริสตกาล ยูคลิดแสดงให้เห็นว่าถ้า 2p − 1 เป็นจำนวนเฉพาะแล้ว 2p − 1 (2p − 1) จะเป็นจำนวนสมบูรณ์ จำนวนสมบูรณ์สี่จำนวนแรกเป็นจำนวนเดียวที่นักคณิตศาสตร์กรีก ยุคแรกรู้จัก และนักคณิตศาสตร์นิโคมาคัสได้บันทึก 8128 ไว้ตั้งแต่ประมาณ ค.ศ. 100 [ 4 ]ในภาษาปัจจุบัน นิโคมาคัสกล่าวโดยไม่มีการพิสูจน์ว่า จำนวนสมบูรณ์ ทุกจำนวนอยู่ในรูปแบบที่n เป็นจำนวนเฉพาะ[ 5 ] [ 6 ]ดูเหมือนเขาจะไม่ทราบว่าnเองต้องเป็นจำนวนเฉพาะ เขายังกล่าว (อย่างผิดๆ) ว่าจำนวนสมบูรณ์ลงท้ายด้วย 6 หรือ 8 สลับกันไป (จำนวนสมบูรณ์ 5 จำนวนแรกจะลงท้ายด้วยเลข 6, 8, 6, 8, 6 แต่จำนวนที่หกก็ลงท้ายด้วย 6 เช่นกัน) ฟิโลแห่งอเล็กซานเดรียในหนังสือ "ว่าด้วยการสร้าง" ในศตวรรษที่ 1 ของเขาได้กล่าวถึงจำนวนสมบูรณ์ โดยอ้างว่าโลกถูกสร้างขึ้นใน 6 วัน และดวงจันทร์โคจรรอบโลกใน 28 วัน เพราะ 6 และ 28 เป็นจำนวนสมบูรณ์ ฟิโลได้รับการกล่าวถึงโดยโอริเจน [ 7 ]และโดยดิดิมัสผู้ตาบอดซึ่งได้เพิ่มข้อสังเกตว่ามีจำนวนสมบูรณ์เพียงสี่จำนวนเท่านั้นที่น้อยกว่า 10,000 (คำอธิบายเกี่ยวกับปฐมกาล 1. 14–19) [ 8 ]ออกัสตินแห่งฮิปโปได้กำหนดจำนวนสมบูรณ์ในนครแห่งพระเจ้า (หนังสือเล่มที่ XI บทที่ 30) ในช่วงต้นศตวรรษที่ 5 โดยย้ำคำกล่าวอ้างที่ว่าพระเจ้าทรงสร้างโลกใน 6 วัน เพราะ 6 เป็นจำนวนสมบูรณ์ที่เล็กที่สุด นักคณิตศาสตร์ชาวอียิปต์Ismail ibn Fallūs (1194–1252) กล่าวถึงจำนวนสมบูรณ์สามจำนวนถัดไป (33,550,336; 8,589,869,056; และ 137,438,691,328) และระบุจำนวนอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งซึ่งปัจจุบันทราบกันดีว่าไม่ถูกต้อง[ 9 ]การกล่าวถึงจำนวนสมบูรณ์ลำดับที่ห้าเป็นครั้งแรกในยุโรปคือต้นฉบับที่เขียนขึ้นระหว่างปี 1456 ถึง 1461 โดยนักคณิตศาสตร์ที่ไม่ทราบชื่อ[ 10 ]ในปี 1588 นักคณิตศาสตร์ชาวอิตาลีPietro Cataldiได้ระบุจำนวนสมบูรณ์ลำดับที่หก (8,589,869,056) และลำดับที่เจ็ด (137,438,691,328) และยังพิสูจน์ได้ว่าจำนวนสมบูรณ์ทุกจำนวนที่ได้จากกฎของยูคลิดจะลงท้ายด้วย 6 หรือ 8 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
แม้แต่จำนวนที่สมบูรณ์แบบ
ยูคลิดพิสูจน์ว่าเป็นจำนวนคู่สมบูรณ์เมื่อใดก็ตามที่เป็นจำนวนเฉพาะ ในหนังสือ Elements (เล่ม 9 ข้อเสนอที่ 36)
ตัวอย่างเช่น จำนวนสมบูรณ์สี่จำนวนแรกสร้างขึ้นจากสูตรโดยที่pเป็นจำนวนเฉพาะดังนี้:
จำนวนเฉพาะในรูปแบบเรียกว่าจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์ ตามชื่อของพระภิกษุ มาริน เมอร์เซนน์ในศตวรรษที่ 17 ผู้ศึกษาทฤษฎีจำนวนและจำนวนสมบูรณ์ เนื่องจากจะเป็นจำนวนเฉพาะได้ จำเป็นต้องให้pเป็นจำนวนเฉพาะด้วย อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกจำนวนในรูปแบบ ที่มี p เป็น จำนวนเฉพาะจะเป็นจำนวนเฉพาะเสมอไป ตัวอย่างเช่น2 11 − 1 = 2047 = 23 × 89ไม่ใช่จำนวนเฉพาะ[ a ] ในความเป็นจริง จำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์นั้นหายากมาก จากจำนวนเฉพาะp ประมาณ 4 ล้านจำนวน จนถึง 68,874,199 มีเพียง 48 จำนวนเท่านั้นที่เป็นจำนวนเฉพาะ[ 14 ]
ในขณะที่นิโคมาคัสได้กล่าวไว้ (โดยไม่มีการพิสูจน์) ว่า จำนวนสมบูรณ์ ทั้งหมดอยู่ในรูปแบบที่เป็นจำนวนเฉพาะ (แม้ว่าเขาจะกล่าวไว้แตกต่างออกไปเล็กน้อย) อิบนุ อัล-ฮัยธัม (อัลฮาเซน) ในช่วงประมาณ ค.ศ. 1000 ไม่เต็มใจที่จะไปไกลถึงขนาดนั้น โดยประกาศแทน (โดยไม่มีการพิสูจน์เช่นกัน) ว่าสูตรนี้ให้ผลลัพธ์เฉพาะจำนวนสมบูรณ์คู่เท่านั้น[ 15 ]จนกระทั่งศตวรรษที่ 18 เลออนฮาร์ด ออยเลอร์ได้พิสูจน์ว่าสูตรนี้ให้ผลลัพธ์เป็นจำนวนสมบูรณ์คู่ทั้งหมดจริง ๆ ดังนั้นจึงมีการจับคู่แบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างจำนวนสมบูรณ์คู่และจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์ จำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์แต่ละตัวสร้างจำนวนสมบูรณ์คู่หนึ่งจำนวน และในทางกลับกัน ผลลัพธ์นี้มักถูกเรียกว่าทฤษฎีบทของยุคลิด-ออยเลอร์
จากการค้นหาอย่างละเอียดถี่ถ้วนโดย โครงการประมวลผลแบบกระจาย GIMPSพบว่าจำนวนคู่สมบูรณ์แบบ 50 จำนวนแรกนั้นเป็นจำนวนสำหรับ
- p = 2, 3, 5, 7, 13, 17, 19, 31, 61, 89, 107, 127, 521, 607, 1279, 2203, 2281, 3217, 4253, 4423, 9689, 9941, 11213, 19937, 21701, 23209, 44497, 86243, 110503, 132049, 216091, 756839, 859433, 1257787, 1398269, 2976221, 3021377, 6972593, 13466917 20996011, 24036583, 25964951, 30402457, 32582657, 37156667, 42643801, 43112609, 57885161, 74207281, 77232917 OEIS : A000043 . [ 14 ]
นอกจากนี้ ยังมีการค้นพบจำนวนสมบูรณ์ที่สูงกว่าอีกสองจำนวน ได้แก่ จำนวนที่p = 82589933 และ 136279841 แม้ว่าอาจจะยังมีจำนวนสมบูรณ์อื่นๆ ในช่วงนี้ แต่การทดสอบเบื้องต้นแต่ครอบคลุมโดย GIMPS ได้เปิดเผยจำนวนสมบูรณ์อื่นๆ ที่ไม่มีอยู่สำหรับpที่ต่ำกว่า 138277717 ณ เดือนตุลาคม 2024 มีจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์ที่รู้จัก 52 จำนวน [ 16 ]และด้วยเหตุนี้จึงมีจำนวนสมบูรณ์คู่ 52 จำนวน (จำนวนที่ใหญ่ที่สุดคือ2 136279840 × (2 136279841 − 1)ที่มี 82,048,640 หลัก) ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่ามี จำนวนสมบูรณ์ เป็นอนันต์หรือไม่ หรือว่ามีจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์เป็นอนันต์หรือไม่

นอกจากจะมีรูปแบบแล้ว จำนวนสมบูรณ์คู่แต่ละจำนวนยังเป็นจำนวนสามเหลี่ยมลำดับที่ -th (และดังนั้นจึงเท่ากับผลรวมของจำนวนเต็มตั้งแต่ 1 ถึง) และจำนวนหกเหลี่ยมลำดับที่ -th ด้วย ยิ่งไปกว่านั้น จำนวนสมบูรณ์คู่แต่ละจำนวน ยกเว้น 6 ยังเป็นจำนวนเก้าเหลี่ยมศูนย์กลางลำดับที่ -th และเท่ากับผลรวมของลูกบาศก์คี่ตัวแรก (ลูกบาศก์คี่จนถึงลูกบาศก์ของ):
จำนวนคู่สมบูรณ์ (ยกเว้น 6) อยู่ในรูปแบบ
โดยแต่ละจำนวนสามเหลี่ยมที่ได้T 7 = 28 , T 31 = 496 , T 127 = 8128 (หลังจากลบ 1 ออกจากจำนวนสมบูรณ์และหารผลลัพธ์ด้วย 9) ลงท้ายด้วย 3 หรือ 5 ลำดับเริ่มต้นด้วยT 2 = 3 , T 10 = 55 , T 42 = 903 , T 2730 = 3727815, ... [ 17 ]เป็นผลว่าโดยการบวกตัวเลขของจำนวนสมบูรณ์คู่ใดๆ (ยกเว้น 6) จากนั้นบวกตัวเลขของจำนวนที่ได้ และทำซ้ำกระบวนการนี้จนกว่าจะได้ตัวเลขหลักเดียว (เรียกว่ารากดิจิทัล ) จะได้ผลลัพธ์เป็นเลข 1 เสมอ ตัวอย่างเช่น รากดิจิทัลของ 8128 คือ 1 เพราะ8 + 1 + 2 + 8 = 19 , 1 + 9 = 10และ1 + 0 = 1 วิธีนี้ใช้ได้กับจำนวนสมบูรณ์ทั้งหมด ที่มี pเป็นจำนวนเฉพาะคี่และที่จริงแล้วใช้ได้กับ จำนวน ทั้งหมดที่มีรูปแบบสำหรับจำนวนเต็มคี่ (ไม่จำเป็นต้องเป็นจำนวนเฉพาะ) mด้วย
เนื่องจากลักษณะเฉพาะของจำนวนคู่สมบูรณ์ทุกจำนวน จึงสามารถแทนค่าในรูปเลขฐานสองได้ด้วย เลข 1 จำนวน pตัว ตามด้วย เลข 0 จำนวน p − 1ตัว ตัวอย่างเช่น:
ดังนั้น จำนวนคู่สมบูรณ์ทุกจำนวนจึงเป็นจำนวนที่เป็นอันตราย
จำนวนคู่สมบูรณ์แบบทุกจำนวนล้วนเป็นจำนวนที่ใช้งานได้จริง ด้วย
เลขคี่สมบูรณ์แบบ
ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่ามีจำนวนสมบูรณ์คี่อยู่หรือไม่ แม้ว่าจะได้ผลลัพธ์ต่างๆ มาแล้วก็ตาม ในปี ค.ศ. 1496 Jacques Lefèvreกล่าวว่ากฎของยูคลิดให้จำนวนสมบูรณ์ทั้งหมด[ 18 ]ดังนั้นจึงหมายความว่าไม่มีจำนวนสมบูรณ์คี่อยู่ แต่ Euler เองก็กล่าวว่า "ไม่ว่า...จะมีจำนวนสมบูรณ์คี่หรือไม่นั้นเป็นคำถามที่ยากมาก" [ 19 ]เมื่อไม่นานมานี้Carl Pomeranceได้นำเสนอข้อโต้แย้งเชิงอนุมานที่ชี้ให้เห็นว่าแท้จริงแล้วไม่ควรมีจำนวนสมบูรณ์คี่อยู่[ 20 ]จำนวนสมบูรณ์ทั้งหมดเป็นจำนวนตัวหารฮาร์มอนิก ด้วย และมีการคาดเดาเช่นกันว่าไม่มีจำนวนตัวหารฮาร์มอนิกคี่อื่นใดนอกจาก 1
จำนวนสมบูรณ์คี่ใดๆNจะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้:
- N > 10 1500 . [ 21 ]
- Nไม่สามารถหารด้วย 105 ลงตัว[ 22 ]
- Nอยู่ในรูปแบบN ≡ 1 (mod 12) หรือN ≡ 117 (mod 468) หรือN ≡ 81 (mod 324) [ 23 ]
- กำลังของจำนวนเฉพาะที่ใหญ่ที่สุดp aที่หารN ลงตัว มีค่ามากกว่า 10 62 [ 21 ]
- ตัวประกอบเฉพาะที่ใหญ่ที่สุดของNมีค่ามากกว่า 10 8 [ 24 ]และน้อยกว่า[ 25 ]
- ตัวประกอบเฉพาะที่ใหญ่เป็นอันดับสองมี ค่ามากกว่า 10 4 [ 26 ]และน้อยกว่า[ 27 ]
- ตัวประกอบเฉพาะที่ใหญ่เป็นอันดับสามมีค่ามากกว่า 100 [ 28 ]และน้อยกว่า[ 29 ]
- Nมีตัวประกอบเฉพาะอย่างน้อย 101 ตัว และมีตัวประกอบเฉพาะที่แตกต่างกันอย่างน้อย 10 ตัว[ 21 ] [ 30 ] ถ้า 3 หาร Nไม่ลงตัวแสดงว่าNมีตัวประกอบเฉพาะที่แตกต่างกันอย่างน้อย 12 ตัว[ 31 ]
- Nมีรูปแบบดังนี้
- ที่ไหน:
นอกจากนี้ ยังมีผลลัพธ์เล็กน้อยบางประการที่ทราบเกี่ยวกับเลขชี้กำลัง e 1 , ..., e kอีก ด้วย
- ไม่ใช่ว่าe i ทั้งหมด ≡ 1 ( mod 3) [ 40 ]
- ไม่ใช่ว่าe i ทั้งหมด ≡ 2 ( mod 5) [ 41 ]
- ถ้าe i ทั้งหมด ≡ 1 ( mod 3) หรือ 2 ( mod 5) แล้วตัวประกอบเฉพาะที่เล็กที่สุดของNจะต้องอยู่ระหว่าง 10 8และ10 1000 [ 41 ]
- โดยทั่วไป หาก 2 e i +1 ทั้งหมดมีตัวประกอบเฉพาะในเซตจำกัดS ที่กำหนด ตัวประกอบเฉพาะที่เล็กที่สุดของNจะต้องเล็กกว่าค่าคงที่ที่คำนวณได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งขึ้นอยู่กับSเท่านั้น [ 41 ]
- ถ้า ( e 1 , ..., e k ) = (1, ... , 1, 2, ..., 2) โดยมีtเป็นเลขหนึ่งและuเป็นเลขสอง แล้ว[ 42 ]
- ( อี1 , ..., อีเค ) ≠ (1, ..., 1, 3), [ 43 ] (1, ..., 1, 5), (1, ..., 1, 6) [ 44 ]
- ถ้าe 1 = ... = e k = eแล้ว
ในปี พ.ศ. 2431 ซิลเวสเตอร์กล่าวว่า: [ 48 ]
...การใคร่ครวญเรื่องนี้อย่างยาวนานทำให้ผมมั่นใจว่า การมีอยู่ของจำนวนสมบูรณ์คี่ใดๆ ก็ตาม—การหลุดพ้นจากเงื่อนไขอันซับซ้อนที่ล้อมรอบมันไว้ในทุกด้าน—นั้นแทบจะเป็นปาฏิหาริย์เลยทีเดียว
ในทางกลับกัน จำนวนเต็มคี่หลายจำนวนก็ใกล้เคียงกับจำนวนสมบูรณ์ เรเน่ เดส์การ์ตส์ สังเกตว่าจำนวนD = 3 2 ⋅ 7 2 ⋅ 11 2 ⋅ 13 2 ⋅ 22021 = (3⋅1001) 2 ⋅ (22⋅1001 − 1) = 198585576189จะเป็นจำนวนสมบูรณ์คี่ก็ต่อเมื่อ22021 (= 19 2 ⋅ 61)เป็นจำนวนเฉพาะเท่านั้น จำนวนคี่ที่มีคุณสมบัตินี้ (จะเป็นจำนวนสมบูรณ์ก็ต่อเมื่อตัวประกอบประกอบตัวใดตัวหนึ่งเป็นจำนวนเฉพาะ) คือจำนวนเดส์การ์ตส์คุณสมบัติหลายอย่างที่พิสูจน์เกี่ยวกับจำนวนสมบูรณ์คี่ก็ใช้ได้กับจำนวนเดส์การ์ตส์เช่นกัน และเพซ นีลเซ่น ได้แนะนำว่าการศึกษาจำนวนเหล่านี้อย่างเพียงพออาจนำไปสู่การพิสูจน์ว่าไม่มีจำนวนสมบูรณ์คี่อยู่จริง[ 49 ]
ผลลัพธ์เล็กน้อย
จำนวนสมบูรณ์คู่ทั้งหมดมีรูปแบบที่แม่นยำมาก ส่วนจำนวนสมบูรณ์คี่นั้นอาจไม่มีอยู่จริงหรือมีอยู่น้อยมาก มีผลลัพธ์เกี่ยวกับจำนวนสมบูรณ์อยู่หลายอย่างที่พิสูจน์ได้ค่อนข้างง่าย แต่ดูน่าประทับใจในแง่ผิวเผิน และบางส่วนของผลลัพธ์เหล่านั้นก็อยู่ภายใต้กฎแห่งจำนวนน้อยของริชาร์ด กาย ด้วย เช่น กัน
- จำนวนคู่สมบูรณ์เพียงจำนวนเดียวในรูปแบบn 3 + 1 คือ 28 ( Makowski 1962 ) [ 50 ]
- 28 ยังเป็นจำนวนคู่สมบูรณ์เพียงจำนวนเดียวที่เป็นผลรวมของลูกบาศก์บวกสองจำนวนของจำนวนเต็ม ( Gallardo 2010 ) [ 51 ]
- ส่วนกลับของตัวหารของจำนวนสมบูรณ์Nต้องรวมกันได้เท่ากับ 2 (เพื่อให้ได้ค่านี้ ให้ใช้คำนิยามของจำนวนสมบูรณ์ แล้วหารทั้งสองข้างด้วยn ):
- สำหรับข้อ 6 เรามี;
- สำหรับข้อ 28 เรามีฯลฯ
- จำนวนตัวหารของจำนวนสมบูรณ์ (ไม่ว่าจะเป็นจำนวนคู่หรือจำนวนคี่) ต้องเป็นจำนวนคู่ เพราะNไม่สามารถเป็นกำลังสองสมบูรณ์ได้[ 52 ]
- จากผลลัพธ์ทั้งสองนี้ สรุปได้ว่าจำนวนสมบูรณ์ทุกจำนวนเป็นจำนวนฮาร์มอนิกของโอเร
- จำนวนสมบูรณ์คู่ไม่ใช่จำนวนสี่เหลี่ยมคางหมูกล่าวคือ ไม่สามารถแสดงเป็นผลต่างของจำนวนสามเหลี่ยมบวก สองจำนวนที่ไม่ต่อเนื่องกัน ได้ มีเพียงสามประเภทของจำนวนที่ไม่ใช่สี่เหลี่ยมคางหมู ได้แก่ จำนวนสมบูรณ์คู่ กำลังของสอง และจำนวนในรูปแบบที่เกิดจากการคูณจำนวนเฉพาะแฟร์มาต์กับกำลังของสองในลักษณะเดียวกับการสร้างจำนวนสมบูรณ์คู่จากจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์[ 53 ]
- จำนวนของจำนวนสมบูรณ์ที่น้อยกว่าnมีค่าน้อยกว่าโดยที่c > 0 เป็นค่าคงที่[ 54 ]ในความเป็นจริงแล้วคือโดยใช้สัญลักษณ์little-o [ 55 ]
- จำนวนคู่สมบูรณ์ทุกจำนวนจะลงท้ายด้วย 6 หรือ 28 ในระบบฐานสิบ และยกเว้น 6 จะลงท้ายด้วย 1 ในระบบฐานเก้า[ 56 ] [ 57 ]ดังนั้นรากของจำนวนคู่สมบูรณ์ทุกจำนวน ยกเว้น 6 จึงเท่ากับ 1
- จำนวนสมบูรณ์ ที่ไม่มีกำลังสอง เพียงจำนวน เดียวคือ 6 [ 58 ]
แนวคิดที่เกี่ยวข้อง

ผลรวมของตัวหารแท้ให้จำนวนประเภทอื่นๆ อีกหลายประเภท จำนวนที่ผลรวมน้อยกว่าจำนวนนั้นเองเรียกว่าจำนวนขาดแคลนและจำนวนที่ผลรวมมากกว่าจำนวนนั้นเรียกว่า จำนวนอุดมสมบูรณ์คำศัพท์เหล่านี้ รวมทั้งคำว่า"สมบูรณ์ " มาจากศาสตร์แห่งตัวเลข ของกรีก คู่ของจำนวนที่ผลรวมของตัวหารแท้ของกันและกันเรียกว่า จำนวนที่เป็นมิตรและวงจรของจำนวนที่ใหญ่กว่านั้นเรียกว่า จำนวนที่เข้ากันได้จำนวนเต็มบวกที่จำนวนเต็มบวกที่เล็กกว่าทุกจำนวนเป็นผลรวมของตัวหารที่แตกต่างกันของมันเรียกว่าจำนวนเชิงปฏิบัติ
ตามนิยามแล้ว จำนวนสมบูรณ์คือจุดคงที่ของฟังก์ชันตัวหารแบบจำกัดs ( n ) = σ ( n ) − nและลำดับส่วนย่อย ที่เกี่ยวข้องกับจำนวนสมบูรณ์คือลำดับคงที่ จำนวนสมบูรณ์ทั้งหมดเป็น จำนวนสมบูรณ์ -perfect หรือจำนวนแกรนวิลล์ ด้วย
จำนวนกึ่งสมบูรณ์ (Semiperfect number)คือจำนวนธรรมชาติที่เท่ากับผลรวมของตัวหารแท้ทั้งหมดหรือบางส่วนของมัน ส่วนจำนวนกึ่งสมบูรณ์ที่เท่ากับผลรวมของตัวหารแท้ทั้งหมดของมันคือจำนวนสมบูรณ์ (Perfect number) จำนวนมากมายส่วนใหญ่เป็นจำนวนกึ่งสมบูรณ์ ส่วนจำนวนมากมายที่ไม่ใช่จำนวนกึ่งสมบูรณ์เรียกว่าจำนวนประหลาด (Weird numbers )
ดูเพิ่มเติม
- เลขตัวหารฮาร์มอนิก
- เลขไฮเปอร์เพอร์เฟค
- กลุ่มเลนสเตอร์
- รายชื่อจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์และจำนวนสมบูรณ์
- คูณจำนวนสมบูรณ์
- ตัวเลขที่สมบูรณ์แบบขั้นสุดยอด
- จำนวนสมบูรณ์เอกภาพ
หมายเหตุ
- ^ตัวประกอบทั้งหมดของสอดคล้องกับ 1 mod 2pตัวอย่างเช่น 2p + 1 = 2047 = 23 × 89และทั้ง 23 และ 89 หารด้วย 22 แล้วเหลือเศษ 1 ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อใดก็ตามที่ p เป็นจำนวนเฉพาะโซฟี เจอร์เมน —นั่นคือ 2p + 1ก็เป็นจำนวนเฉพาะด้วย —และ 2p + 1สอดคล้องกับ 1 หรือ 7 mod 8 แล้ว 2p + 1 จะเป็นตัวประกอบของซึ่งเป็นกรณีสำหรับ p = 11 , 23, 83, 131, 179, 191, 239, 251, ... OEIS : A002515
อ่านเพิ่มเติม
- Nankar, ML: "ประวัติศาสตร์ของตัวเลขที่สมบูรณ์แบบ", Ganita Bharati 1, no. 1–2 (1979), 7–8
- Hagis, P. (1973). "ขอบเขตล่างสำหรับเซตของจำนวนเฉพาะสมบูรณ์คี่" . คณิตศาสตร์ของการคำนวณ . 27 (124): 951– 953. doi : 10.2307/2005530 . JSTOR 2005530 .
- Riele, HJJ "จำนวนสมบูรณ์และลำดับการแบ่งส่วน" ใน HW Lenstra และ R. Tijdeman (บรรณาธิการ): วิธีการคำนวณในทฤษฎีจำนวนเล่มที่ 154 อัมสเตอร์ดัม 1982 หน้า 141–157
- Riesel, H. จำนวนเฉพาะและวิธีการทางคอมพิวเตอร์สำหรับการแยกตัวประกอบ , Birkhauser, 1985.
- ซานดอร์, โยซเซฟ; เครสติซี, โบริสลาฟ (2004) คู่มือทฤษฎีจำนวน II ดอร์เดรชท์: Kluwer Academic. หน้า 15 –98. ไอเอสบีเอ็น 1-4020-2546-7. Zbl 1079.11001 .
ลิงก์ภายนอก
- "จำนวนสมบูรณ์" , สารานุกรมคณิตศาสตร์ , EMS Press , 2001 [1994]
- เดวิด โมวส์: ตัวเลขที่สมบูรณ์แบบ เป็นมิตร และเข้ากับคนง่าย
- จำนวนสมบูรณ์ – ประวัติศาสตร์และทฤษฎี
- ไวส์สไตน์, เอริค ดับเบิลยู. "จำนวนสมบูรณ์" . แมธเวิลด์ .
- ลำดับ OEIS A000396 (จำนวนสมบูรณ์)
- สุดยอดอินเทอร์เน็ต Mersenne Prime Search (GIMPS)
- จำนวนสมบูรณ์ (Perfect Numbers)ฟอรัมคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเดร็กเซล
- Grimes, James. "8128: เลขสมบูรณ์แบบ" . Numberphile . Brady Haran . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2013-05-31 . เรียกดูเมื่อ2013-04-02 .
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ จำนวนที่สมบูรณ์แบบ
ในทฤษฎีจำนวนจำนวนสมบูรณ์คือจำนวนเต็มบวกที่เท่ากับผลรวมของตัวหาร แท้ที่เป็นบวกของมัน นั่นคือ ตัวหารที่ไม่รวมตัวเลขนั้นเองตัวอย่างเช่น 6 มีตัวหารแท้คือ 1, 2 และ 3 และ 1 + 2 + 3 = 6..
ประวัติศาสตร์
ประมาณ 300 ปีก่อนคริสตกาล ยูคลิดแสดงให้เห็นว่าถ้า 2p − 1 เป็นจำนวนเฉพาะแล้ว 2p − 1 (2p − 1) จะเป็นจำนวนสมบูรณ์ จำนวนสมบูรณ์สี่จำนวนแรกเป็นจำนวนเดียวที่ นักคณิตศาสตร์กรีก ยุคแรกรู้จัก และนักคณิตศาสตร์ นิโคมาคัส ได้บันทึก 8128 ไว้ตั้งแต่ประมาณ ค.ศ.
แม้แต่จำนวนที่สมบูรณ์แบบ
ยูคลิด พิสูจน์ว่าเป็นจำนวนคู่สมบูรณ์เมื่อใดก็ตามที่เป็นจำนวนเฉพาะ ใน หนังสือ Elements (เล่ม 9 ข้อเสนอที่ 36) 2 พี − 1 ( 2 พี − 1 ) {\displaystyle 2^{p-1}(2^{p}-1)} 2 พี − 1 {\displaystyle 2^{p}-1}
เลขคี่สมบูรณ์แบบ
ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่ามีจำนวนสมบูรณ์คี่อยู่หรือไม่ แม้ว่าจะได้ผลลัพธ์ต่างๆ มาแล้วก็ตาม ในปี ค.ศ. 1496 Jacques Lefèvre กล่าวว่ากฎของยูคลิดให้จำนวนสมบูรณ์ทั้งหมด [ 18 ] ดังนั้นจึงหมายความว่าไม่มีจำนวนสมบูรณ์คี่อยู่ แต่ Euler เองก็กล่าวว่า "ไม่ว่า...