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几类正整数是否为完全数问题

2017-07-01张四保

张四保

摘 要 本文研究形如5m+j与13m+j的正偶数是否是偶完全数的问题,以及形如5m-1的正奇数是否是奇完全数的问题,并给出相应的结论.

关键词 完全数;偶完全数;奇完全数

中图分类号 O156 文献标识码 A 文章编号 1000-2537(2017)03-0079-04

Problems of Whether or Not Several Kinds of Positive Numbers are Perfect Numbers

ZHANG Si-bao*, DENG Yong

(School of Mathematics and Statistics, Kashgar University, Kashgar 844008, China)

Abstract In this article, the problems whether or not the positive even numbers of the form 5m+j and 13m+j are perfect numbers were investigated. Also studied was the problem whether or not the positive odd numbers of the form 5m-1 are perfect numbers.

Key words perfect number; even perfect number; odd perfect number

设σ(n)是正整数n的所有正因数(包括1和n)的和函数. 若n满足σ(n)=2n,则n被称为完全数. 根据Euclid定理[1]与Euler定理[2]可知,当2p-1为Mersenne素数时,2p-1(2p-1)是完全数,且是仅有的偶完全数[3]. 到目前为止,人们只发现了49个偶完全数,其中第49个偶完全数274 207 280(274 207 281-1)由美国中央密苏里大学数学家柯蒂斯·库珀领导的研究小组通过参加一个名为“互联网梅森素数大搜索”(GIMPS)的国际项目于2016年1月7日发现[4],而至今尚未发现奇完全数,是否存在奇完全数,这已成为数论中著名的问题之一 [5].

Euler[6]指出,若n为奇完全数,则n必为n = παq2β11q2β22…q2βss的形式,其中π,qi(i=1,2,…,s)是相异的奇素数,(qi,π)=1,βi是正整数,且π≡α≡1(mod 4). 人们讨论过各种形式的奇数是否是奇完全数的问题. 1975年,Macdaniel[7]指出,若β1≡…≡βs≡1(mod 3),则形如παq2β11q2β22…q2βss的奇数不是完全数.2003年,Iannucci和Sorli[8]指出,若β1≡…≡βs≡2(mod 5),则形如παq2β11q2β22…q2βss的奇数不是完全数.2000年,Luca[9]证明任意一个Fermat 数都不是完全数.2006年,沈忠华[10]证明对于任意正整数n,形如Sn=12(52n+1)的奇正整數不是完全数.形如n=πα32βQ2β的奇正整数,在β∈[2,15)∪(15,20]都已被证明不是完全数[11].2008年,沈忠华[12] 等证明了形如Sn=(2n)2n+1的数不是完全数.2006年,Starni[13]证明当π≡1(mod 12)且α≡1,9(mod 12),n=πα32βQ2β不是奇完全数.2011年,朱玉扬[14]考虑了形如3m-1是否是完全数的问题,并给出了相应的结论. 本文主要考虑5m+j(j=-1,2),13m+j(j=0,4,5,7,9,11,12)的正偶数,以及形如5m-1的正奇数是否为完全数的问题.

1 主要结论及证明

定理1 形如5m+j的正偶数不是完全数,其中j=-1,2.

证 设n是5m+j型的正偶数,其中j=-1,2,即n≡-1,2(mod 5). 由Euler定理与Euclid定理可知,偶完全数n的形式必为2p-1(2p-1),其中2p-1为Mersenne素数. 当p=2时,n≡1(mod 5);……

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