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友谊数

2019-11-13 10:04:30 百科
友谊数

友谊数

友谊数也称亲和数、相亲数、互满数、互完数、友好数等,两个自然数,一个数(除了该数自身以外)的所有(整数)因数的和,等于另一个数,则称此两数为一对友谊数。220与284为友谊数。因为220的整数因数为1、2、4、5、10、11、20、22、44、55、及110,其和是284;而284有整数因数1、2、4、71及142,其和是220。在106以下的数中,共有42对亲和数。至今,人们已发现了近千对亲和数。

基本介绍

  • 中文名:友谊数
  • 外文名:amicable[friendly] numbers   
  • 别称:亲和数、相亲数、互满数等
  • 所属学科:数学
  • 相关概念:完全数等
  • 提出者:毕达拉哥斯
  • 相关人物:费马,笛卡尔,欧拉等

基本介绍

问题导引:
的真因数之和为:
的真因数之和为:
毕达拉哥斯把这样的数对
称为相亲数,即友谊数:
的真因数之和为
,而
的真因数之和为
。最小的一对亲和数是
介绍:
友谊数(也称亲和数)是一类着名的正整数,它与完满数有密切关係,如果正整数m的小于自身的因数之和等于n,而n的小于自身的因数之和又等于m,则称m,n为一对亲和数。即亲和数是
同时成立的两个数m,n。例如:
所以220和284是亲和数,这对亲和数是毕达哥拉斯(Pythagoras)提出来的,第二对亲和数17296和18416是1636年费马(Fermat,P.de)提出来的,第三对亲和数9363584和9437056是1638年笛卡儿(Descartes,R.)发现的.1750年,欧拉(Euler,L.)比较系统地研究了亲和数后,提出了61对亲和数,有一对较小的亲和数1184与1210,在1866年才被发现。
注:①在自然数中人们把恰好等于自身的全部真因子之和的数,定名为“完全数”,也叫“完满数”。如:6=1+2+3;28=1+2+4+7+14就是两个最小的完全数。

相关介绍

人们一般把亲和数的发现归功于古希腊的毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前572—前497年)学派。据说,当有人问毕达哥拉斯:“朋友是什幺?”他回答: “这是第二个自我,正如220与284。”但也有学者认为印度人和希伯来人在更早的时候已经知道亲和数了。
亲和数以其奇妙的性质, 在古代曾被蒙上相当神秘的色彩。例如认为分别写上220与284的护符会使其佩带者保持良好的友谊。希腊人用他们的字母表示数,因此每个人的名字也相应地可以表示一个数字。有一个未经证实的中世纪故事说: 有一位国王的名字在字数术上与284等价, 他因此要寻求一位名字代表220的女子做他的王后, 他相信这才是上天保证的美满姻缘。
亲和数非常稀少。自从古代发现了第一对后,直到1636年才由法国数学家费尔马 (Fermat, 1601—1665)宣布17296和18416为另一对亲和数。18世纪,欧拉(Euler.1707—1783,瑞士) 曾系统地寻找亲和数,1747年给出一张30对的表,1750年扩展到60对以上。1866年,一个16岁的义大利男孩帕格尼尼(N.Paganini)发现了被人们忽视了的较小的一对1184和1210,成为亲和数研究史上的一件奇事。现在,已经知道的亲和数已有1000对以上。
有许多办法寻求亲和数对。阿拉伯数学家泰比特·伊本·柯拉(Tabit ibn Qorra,826—901)指出,对于
, 令
, 只要
全是素数,则
就是一对亲和数。17世纪, 笛卡尔 (Descartes)重新得到这一公式。对n=2,它产生(220,284),但它显然只能产生较特殊的一类亲和数。
现代,亲和数对已被推广为亲和数链:链中每个数的因数之和等于下一个数, 而最后一数的因数之和等于第一个数, 如(12496, 14288, 15472,14536, 14264)。
1965年, 人们发现了一个以14316开头的28环链。
数论中与亲和数有关的许多问题, 既有趣, 又困难,例如,这种数是否有无限多对,就是一个至今尚未解决的着名难题。

友谊数的起源

友情真是有着无穷的号召力和影响力,它甚至超越了人和人之间的界限,连自然界中也有友情的存在。我们经常看见两棵树的根部紧紧相连,表现得亲密无间,北燕南飞要成群结队,团结友爱,共度艰难困苦。数学中也有友情,某些数字之间有着某种特殊的、天然的亲和,人们将这些数字叫做亲和数。
所谓亲和数是指具有这样关係的两个数字,每个数的真因子之和都恰好等于另一个数。亲和数和人们是老朋友了,很久以前人们就发现了它们。世界上第一对被人们发现的亲和数是220和284,它最早出现在公元4世纪,哲学家亚姆利康的书中,首次记载了这对数。而亲和数这个概念是在公元前5世纪的时候才开始被人们使用的,是古希腊数学家毕达哥拉斯最先引用的。
古希腊数学家毕达哥拉斯在研究中发现,220的所有真因数1、2、4、5、10、11、20、22、44、55、110,其和是284;而284的所有真因数1、2、 4、71、142,其和又恰是220。它们之间的这种特殊的关係只是一种巧合吗?还是只是小荷才露尖尖角呢?
“数为物源”,毕达哥拉斯对此深信不疑,这也是毕达哥拉斯学派的信条。但是有一位他的学生对“数为物源”提出了质疑,这一信条是否就是真理呢?于是他就向毕达哥拉斯提出了疑问:“既然说‘数为物源’,那幺世界上所有的事就都是数字决定的吗?那我结交朋友时,数字又起了什幺作用呢?”毕达哥拉斯作出了近乎完美的回答,捍卫了他一生所深信不疑的信条,他回答说:“朋友是你灵魂的倩影,就像220和284一样亲密。”这就是有关亲和数名称的由来。后来,毕氏学派宣传说:人之间讲友谊,数之间也有“相亲相爱”,就是出于这个典故。
可惜毕达哥拉斯并没有如愿以偿地发现第二对亲和数。两千年以后,法国的费马和笛卡儿发现了第二对亲和数17296和18416。在这期间,无数的数学家为了寻找出第二对亲和数苦思劳心,从没停止过对第二对亲和数的寻找。数海无边,要找出亲和数谈何容易,有些数学家甚至穷其一生,但是都没有获得结果。
由于对亲和数的寻找始终没有结果,人们开始怀疑是不是在自然数中只存在那一对亲和数,有些人捕风捉影,甚至给亲和数带上了迷信的帽子。好在费马和笛卡儿及时地发现了第二对亲和数,捍卫了科学的严肃性,在亲和数发现的历程上划破了沉寂的夜空。笛卡儿和费马凭藉他们天生对数字的敏感和坚持不懈的努力,在短短的两年内就得出了第二对亲和数。人们又重新燃起了希望,后来的数学家欧拉一下就给出了三十对亲和数。
目前,人们还没有找到能够普遍寻找到亲和数的公式。计算机的问世使寻找亲和数变得简单明了了,但是,即使是计算机也没有突破长久以来的局限,在未来的漫长旅途中我们的数学家会不会给我们带来惊喜呢?让我们拭目以待吧!
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