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正整数n的正因数之和及求和公式-初等数论

时间:2023-10-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:正整数n的所有不同正因数之和记作S,下面我们按n含有的质因数的个数来讨论.当n只含有一个质因数时.例如,16的不同正因数有:1,2,22,23,24.其和为当n只含有两个质因数时.例如,72=23×32,其正因数有求其和可先求各行(或列)之和,然后再把各行(或列)之和相加.故若n=pmqn,则下面试证这个结论.第k个括号内任取一项,有αk+1种取法(k=1,2,…

正整数n的正因数之和及求和公式-初等数论

正整数n的所有不同正因数之和记作S(n),下面我们按n含有的质因数的个数来讨论.

(1)当n只含有一个质因数时.

例如,16的不同正因数有:1,2,22,23,24.其和为

(2)当n只含有两个质因数时.

例如,72=23×32,其正因数有

求其和可先求各行(或列)之和,然后再把各行(或列)之和相加.故

若n=pmqn(p,q是互异质数,m,k为正整数),则

下面试证这个结论.

第k个括号内任取一项,有αk+1种取法(k=1,2,…,m),故k个括号内各任取一项,有(α1+1)(α2+1)…(αm+1)=d(n)种取法,即共有d(n)个这样的积.

由第4节定理5(算术基本定理)推论可知,每个这样的积都是n的一个正因数,反之,n的任一正因数必是这样的积中的一个,故所有这样的积作成的和就是n的所有正因数之和S(n).即(www.xing528.com)

这说明我们的猜想是正确的,从而得到了如下定理.

例4 求S(540).

例5 求形如2k3m的正整数,使其所有正因数之和为403.

有如下四种可能情形:

上述四种情形只有最后一组有正整数解k=4,m=2,故只有24×32=144的所有正因数之和为403.

例6 求2018所有正因数的倒数之和.

解 ∵2018=2×1009,∴d(2018)=(1+1)×(1+1)=4,写出4个因数1,2,1009,2018的倒数再相加即可得到答案.

但当正因数的个数比较大时,例如把2018换为720或144,用上面的方法就太麻烦了.下面我们介绍通用的一般性方法.

设2018的4个正因数分别为x1,x2,x3,x4,可按乘积等于2018分为2组,不妨设x1x2=x3x4=2018,则

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