設 n 是n的所有正因數之和,如何證明存在無數個正整數n使得 n 是完全平方數

時間 2021-05-29 22:32:06

1樓:

首先如果 互質,那麼

可以通過定義得到:

設 , ,其中 為第 個質數, 對於任何 , 中至少有乙個為0(不然 有公約數 )

那麼 ,

在 或 為0時顯然成立

取乙個任意的正整數 2 " eeimg="1"/>,設 為使得 N" eeimg="1"/>的最小整數,假設 。很明顯當 k" eeimg="1"/>時, ,

現在看 。

求 的所有質因數中最大的數,並取 大於這個質因數,則的所有質因數都小於 ,而因為 的質因數必然小於 , 的所有質因數也都小於 。

因此,所有 ,的所有質因數都小於 ,可以表達為

, 把中間所有的指數 列出可以組成乙個 的矩陣。

可以把矩陣

根據奇偶表示為

其中 且

考慮由0和1組成的域F2下的線性代數,因為行比列多1,所以 行必然在F2下線性相關,即存在不全為0的向量 , 使得

由此可得

的每一項皆為偶數

於是為完全平方數。

換句話說, 滿足 為完全平方數。而 裡所有的質因數次冪 都大於 。

現在我們可以取 n" eeimg="1"/>,並同樣獲得乙個 滿足 為完全平方數,且所有質因數次冪都大於 n" eeimg="1"/>,顯然 n" eeimg="1"/>。以此類推,滿足為完全平方數的 有無限個。

2樓:橫過來是工

首先熟知 為一積性函式

我們考慮找一種形式十分簡單的 來使 為完全平方數, ,這裡 是不同素數。

考慮素因子分解 , 為不同素數,

為完全平方數實際等價於

大致思路如上,考慮放到 上的向量空間裡找線性關係做

取乙個 ,考慮不大於 的所有素數 , 的素因子分解中出現的素數 滿足 ,記 為全部素數。

為完全平方數等價於

對 ,若 , 中一定有一些向量有非平凡的線性關係,從而表現為 的乙個非零子集和為0。也就是說取 ,為完全平方數

根據素數定理, ,從而

假設我們已經找到了 使得 均為完全平方數, 為它們的全部素因子集,找充分大的 ,使得 |T|" eeimg="1"/>,取 ,應用此前證明找到乙個 與之前的數均互素,且因子和也是完全平方數,重複這個過程就能找到無窮多個數使得因子和是完全平方數

大概一般的來說換成 為k次冪都是可以做的,但是就需要一些更加精細的操作,這種估計已經完全不夠了

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