公開メモ DXM 1977 ヒストリエ

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完全数

2024-09-28 19:31:00 | 窮鼠の嗜み
  • エウクレイデスとユークリッドは同じ人だよ
AI
奇数の完全数は、現在までに発見されていません。全ての知られている完全数は偶数です。完全数は、エウクレイデスの定理に基づいて形を持ち、「2^(p-1) * (2^p - 1)」という形で表現されます。ここで、「(2^p - 1)」が素数である場合、その数値が完全数となります。
これまで発見された完全数の中で最小のものは6、次に28、そして496、8128があり、全て偶数です。奇数の完全数が存在するかどうかは未解決の問題です。もし将来発見されることがあれば、それが一番小さな奇数の完全数となりますが、現時点ではまだそのような数は知られていません。
Wikipedia
完全数に関する最初の成果は紀元前3世紀ごろのユークリッドである。彼は『原論』(第9巻、命題36)で、「2n − 1 が素数ならば、2n−1(2n − 1)は完全数である」ということを証明した[注釈 1]。2n − 1 で表される数をメルセンヌ数といい、それが素数である場合をメルセンヌ素数という。
古代から、6、28、496、8128の4つの数が完全数であることは知られており、ゲラサのニコマコスの『算術入門』には4つの完全数に関する記述が存在する[3]。
ユークリッドの公式は偶数の完全数しか生成しないが、逆に偶数の完全数が全て 2n−1(2n − 1) の形で書けるかどうかは18世紀までは未解決であった。レオンハルト・オイラーは偶数の完全数がこの形に限ることを証明した[4][5][注釈 2]。
メルセンヌ素数の探索は、エドゥアール・リュカとデリック・ヘンリー・レーマー(英語版)によってメルセンヌ数が素数であるかどうかの効率的な判定法が考案され、1950年代からコンピュータが使われるようになる。現在では分散コンピューティング GIMPS による探求が行われていて、2022年2月現在で判明している最大のメルセンヌ素数は2486万2048桁の数である[7]。
2021年8月現在発見されている完全数はメルセンヌ素数と同じく51個である。紀元前より考察されている対象であるにもかかわらず、「偶数の完全数は無数に存在するか?」「奇数の完全数は存在するか?」という問題は未解決である。

1.^ a b c d e f 「高数・数学者列伝」吉永良正『高校への数学』vol.20、1995年8月号
2.^ 淡中忠郎「メルセンヌ数物語」『数学セミナー』、1973年9月号。数学セミナー編集部(1982)、65-67頁に再録されている。
3.^ Nicomachus of Gerasa (1926). Introduction to Arithmetic. Martin Luther D'Oge (trans). The Macmillan Company. pp. 207–212
4.^ a b ハーディ & ライト 2001, p. 317
5.^ a b 和田 1981, pp. 59–61
6.^ Dickson (2005, p. 19)
7.^ "GIMPS Discovers Largest Known Prime Number: 282,589,933-1" (Press release) (英語). GIMPS. 21 December 2018. 2022年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年2月22日閲覧。
8.^ ハーディ & ライト 2001, p. 316
9.^ Dickson (2005, p. 98)
10.^ Nielsen, Pace P. (2003). “An upper bound for odd perfect numbers”. Integers 3: A14.
11.^ Grün, Otto (1952). “Über ungerade vollkommene Zahlen”. Mathematische Zeitschrift 55 (3): 353--354. doi:10.1007/BF01181133.
12.^ M. Kishore, "On odd perfect, quasiperfect, and odd almost perfect numbers", Math. Comp. 36 (1981), 583-586.
13.^ W. L. McDaniel, "The non-existence of odd perfect numbers of a certain form", Arch. Math. (Basel) 21 (1970), 52-53.
14.^ Fletcher, S. Adam; Nielsen, Pace P.; Ochem, Pascal (2012). “Sieve methods for odd perfect numbers”. Mathematics of Computation 81 (279): 1753--1776. doi:10.1090/S0025-5718-2011-02576-7. ISSN 0025-5718. MR2904601.
15.^ W. L. McDaniel and P. Hagis Jr., "Some results concerning the non-existence of odd perfect numbers of the form paM2β", Fibonacci Quart. 13 (1975), 25-28.
16.^ G. L. Cohen, R. J. Williams, "Extensions of some results concerning odd perfect numbers", Fibonacci Quart. 23 (1985), 70-76.
17.^ Yamada, Tomohiro (2019). “A new upper bound for odd perfect numbers of a special form”. Colloquium Mathematicum 156 (1): 15--21. doi:10.4064/cm7339-3-2018. ISSN 1730-6302.
18.^ J. Touchard, "On prime numbers and perfect numbers", Scripta Math. 19 (1953), 53-59.
19.^ M. Satyanarayana, "Odd perfect numbers", Math. Student 27 (1959), 17-18.
20.^ J. A. Holdener, "A theorem of Touchard on the form of odd perfect numbers". Amer. Math. Monthly, 109 (2002), 661-663.
21.^ T. Roberts, "On the Form of an Odd Perfect Number", Australian Mathematical Gazette, 35:4 (2008), 244
22.^ a b c Ochem, Pascal; Rao, Michaël (2012). “Odd perfect numbers are greater than 101500”. Mathematics of Computation 81(279): 1869--1877. doi:10.1090/S0025-5718-2012-02563-4. ISSN 0025-5718. MR2904606. Zbl 1263.11005.
23.^ R. P. Brent, Graeme L. Cohen, H. J. J. te Riele, "Improved techniques for lower bounds for odd perfect numbers", Math. Comp. 57 (1991), 857-868
24.^ Nielsen, Pace P. (2015). “Odd perfect numbers, Diophantine equations, and upper bounds”. Mathematics of Computation84 (295): 2549--2567. doi:10.1090/S0025-5718-2015-02941-X. ISSN 0025-5718. MR3356038.
25.^ a b Nielsen, Pace P. (2007). “Odd perfect numbers have at least nine distinct prime factors”. Mathematics of Computation 76(260): 2109--2126. arXiv:math/0602485. doi:10.1090/S0025-5718-07-01990-4. ISSN 0025-5718. MR2336286.
26.^ J. E. Z. Chein, "An odd perfect number has at least 8 prime factors", Doctoral Thesis, Pennsylvania State University, 1979.
27.^ P. Hagis Jr., "Outline of a proof that every odd perfect number has at least eight prime factors", Math. Comp. 35 (1980) 1027-1032.
28.^ G. L. Cohen, R. M. Sorli, "On the number of distinct prime factors of an odd perfect number", J. Discrete Algorithms 1 (2003), 21-35.
29.^ K. K. Norton, "Remarks on the number of factors of an odd perfect number", Acta Arith., 6 (1960/1961), 365-374.
30.^ 75個以上であることを示した、以前の結果は K. G. Hare, "New techniques for bounds on the total number of prime factors of an odd perfect number", Math. Comp. 76. (2007), 2241-2248. preprint
31.^ T. Goto and Y. Ohno, "Odd perfect numbers have a prime factor exceeding 108", Math. Comp. 77 (2008), 1859-1868. "奇数の完全数の最大素因子について" - preprint を入手可能。
32.^ P. M. Jenkins, "Odd perfect numbers have a prime factor exceeding 107", Math. Comp. 72 (2003), 1549-1554.
33.^ P. Hagis, Jr. and G. L. Cohen, "Every odd perfect number has a prime factor which exceeds 106", Math. Comp. 67 (1998), 1323-1330.
34.^ D. E. Iannucci, "The second largest prime divisor of an odd perfect number exceeds ten thousand", Math. Comp. 68 (1999), 1749-1760.
35.^ D. E. Iannucci, "The third largest prime divisor of an odd perfect number exceeds one hundred", Math. Comp. 69 (2000), 867-879.
36.^ Weisstein, Eric W. "Multiperfect Number". mathworld.wolfram.com (英語).
37.^ Weisstein, Eric W. "Deficient Number". mathworld.wolfram.com (英語).
38.^ Weisstein, Eric W. "Abundant Number". mathworld.wolfram.com (英語).
39.^ Weisstein, Eric W. "Amicable Pair". mathworld.wolfram.com (英語).
40.^ Weisstein, Eric W. "Sociable Numbers". mathworld.wolfram.com (英語).
41.^ Weisstein, Eric W. "Quasiperfect Number". mathworld.wolfram.com (英語).
42.^ Weisstein, Eric W. "Almost Perfect Number". mathworld.wolfram.com (英語).
43.^ Weisstein, Eric W. "Multiplicative Perfect Number". mathworld.wolfram.com (英語).

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