2
$\开始组$

(注意:此问题已交叉发布到卫生官员.)

设$\sigma$是典型的sum-of-disvisors函数。例如,$$\sigma(6)=1+2+3+6=12={2}\cdot{6}$$

如果$\sigma(N)=2N$且$N$是奇数,则$N$称为奇数完全数目前,奇数完全数的存在性问题仍然悬而未决。

欧拉证明了奇数完美数$N$必须具有以下形式$$N=q^k N^2$$其中$q$是质数,$q\equivk\equiv 1\pmod 4$和$\gcd(q,n)=1$。

德里斯[2008]表明了不平等$$\sigma(q^k)\leq\dfrac{2n^2}{3}$$其他作者给出了保留和后续改进(卢卡·德里斯(2016),陈,陈(2012),Broughan,Delbourgo,Zhou(2013)、和陈,陈(2014)).

设$p_1$是具有Euler素数$q$的奇完美数$N$的最小素数因子。显示$p_1\neq q$相对容易。相反,假设Euler素数$q$也是奇数完美数$N$的最小素数因子。由于$\sigma(q)\mid\sigma(q^k)\mi1\sigma-(N)=2N$,我们得到$$\dfrac{q+1}{2}=\dfrac{\sigma(q)}{2{mid N$$因此$(q+1)/2$除以$N$。如果$(q+1)/2$是质数,那么这将与$q$是$N$的最小质数因子(如$(q+1/2<q$)的假设相矛盾。如果$(q+1)/2$是复合的,那么$(q+1/2$将有一个质数因子(必然较小)同样划分$新币。这又是一个矛盾。量化宽松政策

因此,$p_1<q$。

我的问题是:

利用我们对奇数完全数的现有知识,有可能证明或排除以下等式吗?$$\dfrac{q+1}{2}={p_1}$$

$\端组$
  • 1
    $\开始组$ 我能得到的计算结果,但不能解决你的问题是:使用牛顿二项式定理展开,得到$(q+1)^k=2^kp_1^k$,然后$q^k+\sum_{j=0}^{k-1}\binom{k}{j} q个^j=2^kp_1^k,$$,然后从中(因为我们想使用不等式$\sigma(q^k)\leq\frac{2n^2}{3}$)乘以$q$,减去$1$,再除以$q-1$,得到$$\simma(q^k)+\frac}{q-1}\sum{j=0}^{k-1}\binom{k}{j} q个^j=\frac{q(2^kp1^k)-1}{q-1},$$,现在可以使用不等式$\sigma(q^k)\leq\frac{2n^2}{3}$,并尝试推导一些东西(!)。 $\端组$
    – 用户243301
    2016年9月28日16:20
  • $\开始组$ @user243301,这是一个好的开始。我请你把它写出来作为一个实际的答案。 $\端组$ 2016年9月28日16:28
  • 1
    $\开始组$ 我明白这只是一个评论,而不是一个答案。我写这些简单的计算,因为也许你可以推断出一些有用的关于大小的东西,或者从第一个恒等式中推断出一些东西,当你除法,或者结合不同的因子。非常感谢。 $\端组$
    – 用户243301
    2016年9月28日17:05

1答案1

重置为默认值
0
$\开始组$

这是一个部分答案,从user243301中的提示中去掉在此处发表评论.


$N=q^k N^2$是具有特殊素数的奇完全数q美元$令人满意的$q\equiv k\equiv1\pmod 4美元$$\gcd(q,n)=1$.

$$n=\prod_{i=1}^{\nomega(n)}{{p_i}^{\alpha_i}}$$成为标准素因式分解属于n美元$。(也就是说,所有$\字母_i$的是肯定的,并且$p_1<p_2<ldots<p_{omega(n)}$是质数。)

假设相反$$\压裂{q+1}{2}=p_1$$

user243301得到以下等式:$$\sigma(q^k)+\frac{q}{q-1}\sum{j=0}^{k-1}\binom{k}{j} q个^j=压裂{q(2^k{p_1}^k)-1}{q-1}$$哪里西格玛(x)=西格玛_1(x)$经典除数和正整数的x美元$.

然而,我们知道我们有上限$$\frac{\sigma(q^k)}{q^k}<\frac{q}{q-1}$$自从q美元$是质数。这意味着$$\压裂{q(2^k{p_1}^k)-1}{q-1}=\西格玛(q^k)+\压裂{q}{q_1}\sum_{j=0}^{k-1}\binom{k}{j} q个^j>\sigma(q^k)\左(1+\sum{j=0}^{k-1}\binom{k}{j} q个^{j-k}\右)$$ $$>\sigma(q^k)\cdot\left(\sum_{j=0}^{k} q个^{j-k}\right)=\西格玛(q^k)\cdot{\frac{\西格马(q^k)}{q^k}}$$

这意味着$$\frac{q(2^k{p_1}^k)-1}{q^k(q-1)}>\左(\frac{\sigma(q^k)}{q_k}\right)^2\geq\左(\frac}q+1}{q}\rift)^2$$

但是分数$q/(q-1)$从上方以$$\压裂{q}{q-1}\leq\压裂{5}{4}$$.

因此,可以得出以下结论$$左(压裂{q+1}{q}\右)^2 p_1}{q}\右)^k=\压裂{5}{4}\cdot\左(压裂{q+1}{q{\右)$$不平等是从哪里来的$$\left(\frac{q+1}{q}\right)^{2-k}<\frac{5}{4}$$或者等价于不等式$$\左(\frac{q}{q+1}\右)^{k-2}<\frac}5}{4},\tag{1}$$持有。

新型网络搜索引擎然后给出以下不等式图:

WolframAlpha不等式图

以及以下实际解决方案(???)不平等$(1)$:

$$k>2,q=0$$ $$k=n_1+2,-1<q<-\frac{\sqrt[n_1]{5}}{2^{2/{n_1}}+\sqrt[n_1]}{5},n_1\in\mathbb{Z},n_1\leq-1$$ $$k=n_1+2,-\frac{\sqrt[n_1]{5}}{2^{2/{n_1}}+\sqrt[n_1]{5}}<q<0,n_1\in\mathbb{Z},n1\geq1$$ $$k=n_2+2,-1<q<0,n_2\in\mathbb{Z}$$ $$k<2,q<-1$$

(请注意,这些真正的解决方案违反了$q\geq 5美元$.)

但对于$q/(q+1)$发生于$5/6$(用于$q=5$),因此$$\左(\frac{5}{6}\右)^{k-2}\leq\左(\ frac{q}{q+1}\右。\标记{2}$$

解决不平等$(2)$对于千美元$产量$$k>\dfrac{\log\left(\dfrac{144}{125}\right)}{\log\ left(\frac{6}{5}\rift)}\约0.776099$$

不排除$k=1$.


(这个答案目前正在构建中。)

$\端组$

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