رقم مثالي

توضيح لحالة الرقم 6 كرقم مثالي

في نظرية الأعداد ، العدد الكامل هو عدد صحيح موجب يساوي مجموع قواسمه الموجبة الفعلية ، أي القواسم باستثناء العدد نفسه. [ 1 ] على سبيل المثال، العدد 6 له القواسم الفعلية 1 و2 و3، و1 + 2 + 3 = 6، لذا فإن 6 عدد كامل. العدد الكامل التالي هو 28، لأن 28 له القواسم الفعلية 1 و2 و4 و7 و14، و1 + 2 + 4 + 7 + 14 = 28.

الأعداد الكاملة السبعة الأولى هي 6 و 28 و 496 و 8128 و 33550336 و 8589869056 و 137438691328. [ 2 ]

يُطلق على مجموع القواسم الصحيحة لعدد ما اسم مجموعها الجزئي ، لذا فإن العدد الكامل هو العدد الذي يساوي مجموع قواسمه الجزئية. وبصورة مكافئة، العدد الكامل هو العدد الذي يساوي نصف مجموع جميع قواسمه الموجبة؛ بالرموز،σ1(ن)=2ن{\displaystyle \sigma _{1}(n)=2n}أينσ1{\displaystyle \sigma _{1}}هي دالة مجموع القواسم .

هذا التعريف قديم، إذ ظهر في وقت مبكر في كتاب الأصول لإقليدس (الكتاب السابع، التعريف 22) حيث يُطلق عليه اسم τέλειος ἀριθμός ( العدد الكامل أو المثالي أو التام ). كما أثبت إقليدس قاعدة تكوين (الكتاب التاسع، القضية 36) تنص على ما يلي:q(q+1)2{\textstyle {\frac {q(q+1)}{2}}}هو عدد زوجي كامل كلماq{\displaystyle q}هو عدد أولي من الشكل2ص-1{\displaystyle 2^{p}-1}للأعداد الصحيحة الموجبةص{\displaystyle p}—ما يُعرف الآن باسم عدد ميرسين الأولي . بعد ألفي عام، أثبت ليونارد أويلر أن جميع الأعداد الزوجية الكاملة هي من هذا الشكل. [ 3 ] يُعرف هذا باسم نظرية إقليدس-أويلر .

ليس من المعروف ما إذا كانت هناك أي أعداد كاملة فردية، ولا ما إذا كان هناك عدد لا نهائي من الأعداد الكاملة.

تاريخ

في حوالي عام 300  قبل الميلاد، أثبت إقليدس أنه إذا كان 2p -  1  عددًا أوليًا، فإن 2p - 1 ( 2p  -  1) عدد كامل. كانت الأعداد الكاملة الأربعة الأولى هي الوحيدة المعروفة في الرياضيات اليونانية القديمة ، وقد لاحظ عالم الرياضيات نيكوماخوس العدد 8128 في وقت مبكر يعود إلى حوالي عام  100 ميلادي. [ 4 ] بعبارة أخرى، يذكر نيكوماخوس، دون برهان، أن كل عدد كامل يكون على الصورة2ن-1(2ن-1){\displaystyle 2^{n-1}(2^{n}-1)}أين2ن-1{\displaystyle 2^{n}-1}هو عدد أولي. [ 5 ] [ 6 ] يبدو أنه يجهل أن ن نفسه يجب أن يكون عددًا أوليًا. ويقول أيضًا (خطأً) إن الأعداد الكاملة تنتهي بالرقمين 6 أو 8 بالتناوب. (تنتهي الأعداد الكاملة الخمسة الأولى بالأرقام 6، 8، 6، 8، 6؛ لكن العدد السادس ينتهي أيضًا بالرقم 6). يذكر فيلو الإسكندري في كتابه "في الخلق" الذي يعود إلى القرن الأول الميلادي الأعداد الكاملة، مدعيًا أن العالم خُلق في 6 أيام وأن القمر يدور حول الأرض في 28 يومًا لأن 6 و28 عددان كاملان. وقد تبعه أوريجانوس ، [ 7 ] وديديموس الأعمى ، الذي أضاف ملاحظة مفادها أن هناك أربعة أعداد كاملة فقط أقل من 10000. (تعليق على سفر التكوين 1: 14-19). [ ٨ ] عرّف أوغسطينوس، أسقف هيبو، الأعداد الكاملة في كتابه "مدينة الله" (الكتاب الحادي عشر، الفصل ٣٠) في أوائل القرن الخامس الميلادي، مكررًا الادعاء بأن الله خلق العالم في ستة أيام لأن ٦ هو أصغر عدد كامل. وذكر عالم الرياضيات المصري إسماعيل بن فلوس (١١٩٤-١٢٥٢) الأعداد الكاملة الثلاثة التالية (٣٣,٥٥٠,٣٣٦؛ ٨,٥٨٩,٨٦٩,٠٥٦؛ و١٣٧,٤٣٨,٦٩١,٣٢٨)، وسرد عددًا آخر تبين الآن عدم صحته. [ ٩ ] أول ذكر أوروبي معروف للعدد الكامل الخامس هو مخطوطة كتبها عالم رياضيات مجهول بين عامي ١٤٥٦ و١٤٦١. [ 10 ] في عام 1588، حدد عالم الرياضيات الإيطالي بيترو كاتالدي العددين الكاملين السادس (8,589,869,056) والسابع (137,438,691,328)، كما أثبت أن كل عدد كامل يتم الحصول عليه من قاعدة إقليدس ينتهي بالرقم 6 أو 8. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

الأعداد الزوجية الكاملة

مشكلة لم تُحل في الرياضيات
هل يوجد عدد لا نهائي من الأعداد الكاملة؟

أثبت إقليدس أن2ص-1(2ص-1){\displaystyle 2^{p-1}(2^{p}-1)}هو عدد زوجي كامل كلما2ص-1{\displaystyle 2^{p}-1}هو عدد أولي في كتاب العناصر (الكتاب التاسع، القضية 36).

على سبيل المثال، يتم توليد الأعداد الكاملة الأربعة الأولى بواسطة الصيغة2ص-1(2ص-1)،{\displaystyle 2^{p-1}(2^{p}-1),}حيث p عدد أولي ، كما يلي: ص=2:21(22-1)=2×3=6ص=3:22(23-1)=4×7=28ص=5:24(25-1)=16×31=496ص=7:26(27-1)=64×127=8128.{\displaystyle {\begin{aligned}p=2&:\quad 2^{1}(2^{2}-1)=2\times 3=6\\p=3&:\quad 2^{2}(2^{3}-1)=4\times 7=28\\p=5&:\quad 2^{4}(2^{5}-1)=16\times 31=496\\p=7&:\quad 2^{6}(2^{7}-1)=64\times 127=8128.\end{aligned}}}

الأعداد الأولية من الشكل2ص-1{\displaystyle 2^{p}-1}تُعرف هذه الأعداد باسم أعداد ميرسين الأولية ، نسبةً إلى الراهب مارين ميرسين الذي عاش في القرن السابع عشر ، والذي درس نظرية الأعداد والأعداد الكاملة.2ص-1{\displaystyle 2^{p}-1}لكي يكون العدد أوليًا، يجب أن يكون p نفسه أوليًا. ومع ذلك، ليست كل الأعداد من الشكل2ص-1{\displaystyle 2^{p}-1}الأعداد التي يكون فيها p عددًا أوليًا هي أعداد أولية؛ على سبيل المثال، 2 ^11 - 1 = 2047 = 23 × 89 ليس عددًا أوليًا. [ أ ] في الواقع، أعداد ميرسين الأولية نادرة جدًا: من بين ما يقرب من 4 ملايين عدد أولي، p حتى 68,874,199،2ص-1{\displaystyle 2^{p}-1}وهي مناسبة لـ 48 منها فقط. [ 14 ]

بينما ذكر نيكوماخوس (دون دليل) أن جميع الأعداد الكاملة كانت على الشكل2ن-1(2ن-1){\displaystyle 2^{n-1}(2^{n}-1)}أين2ن-1{\displaystyle 2^{n}-1}على الرغم من أن ابن الهيثم (الحسن بن أبي طالب) ذكر أن العدد أولي (مع أنه عبّر عن ذلك بصيغة مختلفة نوعًا ما)، إلا أنه في حوالي عام 1000 ميلادي لم يكن راغبًا في الذهاب إلى هذا الحد، بل أعلن (أيضًا دون برهان) أن الصيغة لا تُعطي إلا كل عدد زوجي كامل. [ 15 ] ولم يثبت ليونارد أويلر صحة الصيغة إلا في القرن الثامن عشر.2ص-1(2ص-1){\displaystyle 2^{p-1}(2^{p}-1)}ينتج بالفعل جميع الأعداد الزوجية الكاملة. وبالتالي، توجد علاقة تناظرية بين الأعداد الزوجية الكاملة وأعداد ميرسين الأولية؛ إذ يُنتج كل عدد أولي من أعداد ميرسين عددًا زوجيًا كاملًا واحدًا، والعكس صحيح. تُعرف هذه النتيجة غالبًا باسم نظرية إقليدس-أويلر .

أظهر بحث شامل أجراه مشروع الحوسبة الموزعة GIMPS أن أول 50 عددًا زوجيًا مثاليًا هي2ص-1(2ص-1){\displaystyle 2^{p-1}(2^{p}-1)}ل

p = 2, 3, 5, 7, 13, 17, 19, 31, 61, 89, 107, 127, 521, 607, 1279, 2203, 2281, 3217, 4253, 4423, 9689, 9941, 11213, 19937, 21701, 23209, 44497, 86243, 110503, 132049, 216091, 756839, 859433, 1257787, 1398269, 2976221, 3021377, 6972593, 13466917, 20996011، 24036583، 25964951، 30402457، 32582657، 37156667، 42643801، 43112609، 57885161، 74207281 ، 77232917 A000043  . [ 14 ]

تم اكتشاف عددين مثاليين أعلى، وهما العددان اللذان يحققان قيمة p تساوي 82589933 و136279841. ورغم أنه لا يزال من الممكن وجود أعداد مثالية أخرى ضمن هذا النطاق، إلا أن الاختبارات الأولية الشاملة التي أجراها معهد GIMPS لم تكشف عن أي أعداد مثالية أخرى لقيمة p أقل من 138277717. (حتى أكتوبر 2024) يُعرف 52 عددًا أوليًا من أعداد ميرسين، [ 16 ] وبالتالي 52 عددًا زوجيًا كاملًا (أكبرها هو 2^ 136279840 × (2^ 136279841 - 1) ويتكون من 82,048,640 رقمًا). ولا يُعرف ما إذا كان هناك عدد لا نهائي من الأعداد الكاملة، ولا ما إذا كان هناك عدد لا نهائي من أعداد ميرسين الأولية.

دليلٌ بلا كلمات على أن حتى الأعداد الكاملة مثلثية الشكل

{{{annotations}}}

بما أن العدد 2n - 1 عدد فردي، وجميع الأعداد السداسية هي أعداد مثلثية ذات أضلاع فردية، فإنها أيضاً أعداد سداسية.

بالإضافة إلى امتلاكها للشكل2ص-1(2ص-1){\displaystyle 2^{p-1}(2^{p}-1)}كل عدد زوجي كامل هو(2ص-1){\displaystyle (2^{p}-1)}العدد المثلثي رقم -th (وبالتالي يساوي مجموع الأعداد الصحيحة من 1 إلى2ص-1{\displaystyle 2^{p}-1}) و2ص-1{\displaystyle 2^{p-1}}العدد السداسي رقم n . علاوة على ذلك، كل عدد زوجي كامل باستثناء 6 هو n.2ص+13{\displaystyle {\tfrac {2^{p}+1}{3}}}العدد التساعي المركزي رقم - يساوي مجموع العدد الأول2ص-12{\displaystyle 2^{\frac {p-1}{2}}}المكعبات الفردية (المكعبات الفردية حتى مكعب2ص+12-1{\displaystyle 2^{\frac {p+1}{2}}-1}):

6=21(22-1)=1+2+3،28=22(23-1)=1+2+3+4+5+6+7=13+33496=24(25-1)=1+2+3++29+30+31=13+33+53+738128=26(27-1)=1+2+3++125+126+127=13+33+53+73+93+113+133+15333550336=212(213-1)=1+2+3++8189+8190+8191=13+33+53++1233+1253+1273{\displaystyle {\begin{alignedat}{3}6&=2^{1}(2^{2}-1)&&=1+2+3,\\[8pt]28&=2^{2}(2^{3}-1)&&=1+2+3+4+5+6+7\\&&&=1^{3}+3^{3}\\[8pt]496&=2^{4}(2^{5}-1)&&=1+2+3+\cdots +29+30+31\\&&&=1^{3}+3^{3}+5^{3}+7^{3}\\[8pt]8128&=2^{6}(2^{7}-1)&&=1+2+3+\cdots +125+126+127\\&&&=1^{3}+3^{3}+5^{3}+7^{3}+9^{3}+11^{3}+13^{3}+15^{3}\\[8pt]33550336&=2^{12}(2^{13}-1)&&=1+2+3+\cdots +8189+8190+8191\\&&&=1^{3}+3^{3}+5^{3}+\cdots +123^{3}+125^{3}+127^{3}\end{alignedat}}}

الأعداد الكاملة الزوجية (باستثناء 6) تكون على الشكل تي2ص-1=1+(2ص-2)×(2ص+1)2=1+9×تي(2ص-2)/3{\displaystyle T_{2^{p}-1}=1+{\frac {(2^{p}-2)\times (2^{p}+1)}{2}}=1+9\times T_{(2^{p}-2)/3}}

مع كل عدد مثلثي ناتج T7 = 28 ، T31 = 496 ، T127 = 8128 ( بعد طرح 1 من العدد الكامل وقسمة الناتج على 9) ينتهي بـ 3 أو 5، فإن المتتالية التي تبدأ بـ T2 = 3 ، T10 = 55 ، T42 = 903 ، T2730 = 3727815، ... [ 17 ] تُستنتج من ذلك أنه بجمع أرقام أي عدد زوجي كامل (باستثناء 6)، ثم جمع أرقام العدد الناتج، وتكرار هذه العملية حتى الحصول على رقم واحد (يُسمى الجذر الرقمي )، ينتج دائمًا العدد 1. على سبيل المثال، الجذر الرقمي للعدد 8128 هو 1، لأن 8 + 1 + 2 + 8 = 19 ، و 1 + 9 = 10 ، و 1 + 0 = 1. ينطبق هذا على جميع الأعداد الكاملة.2ص-1(2ص-1){\displaystyle 2^{p-1}(2^{p}-1)}مع عدد أولي فردي p ، وفي الواقع، مع جميع الأعداد من الشكل2م-1(2م-1){\displaystyle 2^{m-1}(2^{m}-1)}بالنسبة للعدد الصحيح الفردي (ليس بالضرورة أولي) m .

بسبب شكلهم،2ص-1(2ص-1)،{\displaystyle 2^{p-1}(2^{p}-1),}يتم تمثيل كل عدد زوجي كامل في شكل ثنائي على شكل p من الآحاد متبوعة بـ p - 1 من الأصفار؛ على سبيل المثال:

610=22+21=11022810=24+23+22=11100249610=28+27+26+25+24=1111100002812810=212+211+210+29+28+27+26=11111110000002{\displaystyle {\begin{array}{rcl}6_{10}=&2^{2}+2^{1}&=110_{2}\\28_{10}=&2^{4}+2^{3}+2^{2}&=11100_{2}\\496_{10}=&2^{8}+2^{7}+2^{6}+2^{5}+2^{4}&=111110000_{2}\\8128_{10}=&\!\!2^{12}+2^{11}+2^{10}+2^{9}+2^{8}+2^{7}+2^{6}\!\!&=1111111000000_{2}\end{array}}}

وبالتالي فإن كل عدد زوجي كامل هو عدد ضار .

كل عدد زوجي كامل هو أيضاً عدد عملي .

الأعداد الفردية الكاملة

مشكلة لم تُحل في الرياضيات
هل توجد أعداد فردية كاملة؟

لا يُعرف ما إذا كانت هناك أعداد كاملة فردية، على الرغم من وجود نتائج مختلفة. ففي عام ١٤٩٦، ذكر جاك لوفيفر أن قاعدة إقليدس تُعطي جميع الأعداد الكاملة، [ ١٨ ] مما يعني ضمناً عدم وجود أي عدد كامل فردي، لكن أويلر نفسه صرّح قائلاً: "إن  مسألة وجود أي أعداد كاملة فردية هي مسألة بالغة الصعوبة". [ ١٩ ] وفي الآونة الأخيرة، قدّم كارل بوميرانس حجةً استدلاليةً تُشير إلى أنه في الواقع لا ينبغي أن يوجد أي عدد كامل فردي. [ ٢٠ ] جميع الأعداد الكاملة هي أيضاً قواسم توافقية ، وقد طُرح أيضاً أنه لا توجد قواسم توافقية فردية أخرى غير ١.

أي عدد فردي كامل N يجب أن يستوفي الشروط التالية:

  • N > 10 1500 . [ 21 ]
  • N لا يقبل القسمة على 105. [ 22 ]
  • يكون N على الصورة N ≡ 1 (mod 12) أو N ≡ 117 (mod 468) أو N ≡ 81 (mod 324). [ 23 ]
  • أكبر قوة أولية p a التي تقسم N أكبر من 10 62 . [ 21 ]
  • أكبر عامل أولي للعدد N أكبر من 10⁸ ، [ 24 ] وأصغر من3شمال3.{\displaystyle {\sqrt[{3}]{3N}}.}[ 25 ]
  • ثاني أكبر عامل أولي أكبر من 10⁴ ، [ 26 ] وأصغر من2شمال5{\displaystyle {\sqrt[{5}]{2N}}}[ 27 ]
  • العامل الأولي الثالث الأكبر أكبر من 100، [ 28 ] وأصغر من2شمال6.{\displaystyle {\sqrt[{6}]{2N}}.}[ 29 ]
  • للعدد N ما لا يقل عن 101 عامل أولي، منها 10 عوامل أولية مختلفة على الأقل. [ 21 ] [ 30 ] إذا لم يكن العدد 3 يقسم N ، فإن N يحتوي على 12 عاملاً أولياً مختلفاً على الأقل. [ 31 ]
  • N على الشكل
شمال=qαص12هـ1صك2هـك،{\displaystyle N=q^{\alpha }p_{1}^{2e_{1}}\cdots p_{k}^{2e_{k}},}
أين:
  • q و p 1 و ... و p k هي أعداد أولية فردية مميزة (أويلر).   
  • ف α ≡  1 ( mod 4) (أويلر).
  • أصغر عامل أولي للعدد N هو على الأكثرك-12.{\textstyle {\frac {k-1}{2}}.}[ 32 ]
  • شمال<2(4ك+1-2ك+1){\displaystyle N<2^{(4^{k+1}-2^{k+1})}}[ 33 ] [ 34 ]
  • α+2هـ1+2هـ2+2هـ3++2هـك99ك-22437{\textstyle \alpha +2e_{1}+2e_{2}+2e_{3}+\cdots +2e_{k}\geq {\frac {99k-224}{37}}}[ 32 ] [ 35 ] [ 36 ]
  • qص1ص2ص3صك<2شمال1726{\displaystyle qp_{1}p_{2}p_{3}\cdots p_{k}<2N^{\frac {17}{26}}}[ 37 ]
  • 1q+1ص1+1ص2++1صك<ln2{\textstyle {\frac {1}{q}}+{\frac {1}{p_{1}}}+{\frac {1}{p_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{p_{k}}}<\ln 2}[ 38 ] [ 39 ]

علاوة على ذلك، هناك العديد من النتائج الثانوية المعروفة حول الأسس e 1 ،  ... ، e k . 

  • ليس كل e i  1 ( mod 3). [ 40 ]
  • ليس كل e i  2 ( mod 5). [ 41 ]
  • إذا كان كل e i  1 ( mod 3) أو 2 ( mod 5)، فإن أصغر عامل أولي لـ N يجب أن يقع بين 10 8 و 10 1000 . [ 41 ]
  • وبشكل أكثر عمومية، إذا كان لكل 2 e i +1 عامل أولي في مجموعة محدودة معينة S ، فإن أصغر عامل أولي لـ N يجب أن يكون أصغر من ثابت قابل للحساب بشكل فعال يعتمد فقط على S. [ 41 ]
  • إذا كانت ( e1 ,  ..., ek ) = (1, ... , 1, 2, ..., 2 ) حيث t عدد واحدات و u عدد اثنينات، فإن        ت-14u2ت+α{\textstyle {\frac {t-1}{4}}\leq u\leq 2t+{\sqrt {\alpha }}}[ 42 ]
  • ( ه 1 ,  ..., ه ك ) (1, ..., 1, 3), [ 43 ] (1, ..., 1, 5), (1, ..., 1, 6). [ 44 ] 
  • إذا كان e 1 = ... = e k = e ، فإن
    • لا يمكن أن تكون قيمة e هي 3، [ 45 ] 5، 24، [ 46 ] 6، 8، 11، 14 أو 18. [ 44 ]
    • ك2هـ2+8هـ+2{\displaystyle k\leq 2e^{2}+8e+2}[ 47 ]

في عام 1888، صرح سيلفستر بما يلي: [ 48 ]

...  لقد أقنعني التأمل المطول في هذا الموضوع بأن وجود أي عدد فردي كامل من هذا القبيل - أي هروبه، إن صح التعبير، من شبكة الظروف المعقدة التي تحيط به من جميع الجهات - سيكون بمثابة معجزة.

من جهة أخرى، تقترب بعض الأعداد الفردية من الكمال. لاحظ رينيه ديكارت أن العدد D = 3² 7² ⋅ 11² ⋅ 13² 22021 = ( 3 ⋅ 1001) ²(22 ⋅ 1001 - 1) = 198585576189 سيكون عددًا فرديًا كاملًا إذا كان 22021 (= 19² 61) عددًا أوليًا فقط. تُعرف الأعداد الفردية التي تتمتع بهذه الخاصية (تكون كاملة إذا كان أحد عواملها المركبة أوليًا) بأعداد ديكارت . تنطبق العديد من الخصائص المُثبتة حول الأعداد الفردية الكاملة أيضًا على أعداد ديكارت، وقد اقترح بايس نيلسن أن دراسة هذه الأعداد بشكل كافٍ قد تؤدي إلى إثبات عدم وجود أعداد فردية كاملة. [ 49 ]

نتائج ثانوية

جميع الأعداد الزوجية الكاملة لها شكل دقيق للغاية؛ أما الأعداد الفردية الكاملة فإما أنها غير موجودة أو نادرة. هناك عدد من النتائج المتعلقة بالأعداد الكاملة التي يسهل إثباتها، ولكنها مع ذلك تبدو مثيرة للإعجاب ظاهريًا؛ بعضها يندرج أيضًا تحت قانون ريتشارد جاي القوي للأعداد الصغيرة .

  • العدد الزوجي الكامل الوحيد الذي يأخذ الشكل n 3  +  1 هو 28 ( ماكوفسكي 1962 ) . [ 50 ]
  • 28 هو أيضًا العدد الزوجي الكامل الوحيد الذي يمثل مجموع مكعبين موجبين من الأعداد الصحيحة ( غالاردو 2010 ) . [ 51 ]
  • يجب أن يكون مجموع مقلوب قواسم العدد الكامل N مساوياً لـ 2 (للحصول على ذلك، خذ تعريف العدد الكامل،σ1(ن)=2ن{\displaystyle \sigma _{1}(n)=2n}، ثم اقسم كلا الطرفين على n ):
    • بالنسبة للرقم 6، لدينا16+13+12+11=16+26+36+66=1+2+3+66=266=2{\textstyle {\frac {1}{6}}+{\frac {1}{3}}+{\frac {1}{2}}+{\frac {1}{1}}={\frac {1}{6}}+{\frac {2}{6}}+{\frac {3}{6}}+{\frac {6}{6}}={\frac {1+2+3+6}{6}}={\frac {2\cdot 6}{6}}=2}؛
    • بالنسبة للرقم 28، لدينا128+114+17+14+12+11=2{\textstyle {\frac {1}{28}}+{\frac {1}{14}}+{\frac {1}{7}}+{\frac {1}{4}}+{\frac {1}{2}}+{\frac {1}{1}}=2}، إلخ.
  • يجب أن يكون عدد قواسم العدد الكامل (سواء كان زوجيًا أو فرديًا) زوجيًا، لأن N لا يمكن أن يكون مربعًا كاملًا. [ 52 ]
  • الأعداد الزوجية الكاملة ليست أعدادًا شبه منحرفة ؛ أي لا يمكن تمثيلها كفرق بين عددين مثلثيين موجبين غير متتاليين . يوجد ثلاثة أنواع فقط من الأعداد غير شبه المنحرفة: الأعداد الزوجية الكاملة، وقوى العدد اثنين، والأعداد التي على الصورة2ن-1(2ن+1){\displaystyle 2^{n-1}(2^{n}+1)}تم تشكيله كحاصل ضرب عدد أولي لفيرما2ن+1{\displaystyle 2^{n}+1}مع قوة العدد اثنين بطريقة مشابهة لبناء الأعداد الزوجية الكاملة من أعداد ميرسين الأولية. [ 53 ]
  • عدد الأعداد الكاملة الأقل من ن أقل منجن{\displaystyle c{\sqrt {n}}}حيث c > 0 ثابت. [ 54 ] في الواقع هوo(ن){\displaystyle o({\sqrt {n}})}باستخدام رمز الحرف الصغير (little-o) . [ 55 ]
  • كل عدد زوجي كامل ينتهي بـ 6 أو 28 في النظام العشري، وباستثناء 6 فقط، ينتهي بـ 1 في النظام التساعي. [ 56 ] [ 57 ] لذلك، على وجه الخصوص، الجذر الرقمي لكل عدد زوجي كامل باستثناء 6 هو 1.
  • العدد الكامل الوحيد الخالي من المربعات هو 6. [ 58 ]
مخطط أويلر للأعداد الأقل من 100:
  ممتاز

مجموع القواسم الحقيقية يُعطي أنواعًا أخرى من الأعداد. تُسمى الأعداد التي يكون مجموعها أقل من العدد نفسه بالأعداد الناقصة ، والأعداد التي يكون مجموعها أكبر من العدد نفسه بالأعداد الوفيرة . هذه المصطلحات، بالإضافة إلى كلمة "كامل " نفسها، مشتقة من علم الأعداد اليوناني . يُطلق على زوج من الأعداد التي يُمثل مجموع قواسمها الحقيقية اسم " الأعداد الودية" ، وتُسمى الدورات الأكبر من الأعداد "الأعداد الاجتماعية" . العدد الصحيح الموجب الذي يكون كل عدد صحيح موجب أصغر منه مجموع قواسم مختلفة له هو عدد عملي .

بحسب التعريف، العدد الكامل هو نقطة ثابتة لدالة القاسم المقيد s ( n ) = σ ( n ) - n ، والمتتالية الجزئية المرتبطة بالعدد الكامل هي متتالية ثابتة. جميع الأعداد الكاملة هي أيضًاS{\displaystyle {\mathcal {S}}}-الأعداد المثالية، أو أعداد جرانفيل .

العدد شبه الكامل هو عدد طبيعي يساوي مجموع كل أو بعض قواسمه الحقيقية. أما العدد شبه الكامل الذي يساوي مجموع كل قواسمه الحقيقية فهو عدد كامل. معظم الأعداد الشائعة هي أيضاً أعداد شبه كاملة؛ أما الأعداد الشائعة التي ليست شبه كاملة فتُسمى أعداداً غريبة .

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. جميع عوامل2ص-1{\displaystyle 2^{p}-1}تكون متطابقة مع 1 mod 2p . على سبيل المثال، 2 ^11 - 1 = 2047 = 23 × 89 ، وكلا العددين 23 و89 يعطيان باقي قسمة 1 عند قسمتهما على 22. علاوة على ذلك، عندما يكون p عددًا أوليًا من نوع صوفي جيرمان - أي أن 2p + 1 هو أيضًا عدد أولي - ويكون 2p + 1 متطابقًا مع 1 أو 7 mod 8، فإن 2p + 1 سيكون عاملًا من عوامل2ص-1،{\displaystyle 2^{p}-1,}وهذا هو الحال بالنسبة لـ p = 11، 23، 83، 131، 179، 191، 239، 251، ... OEIS : A002515  .

مراجع

  1. وايسشتاين، إريك و. "العدد الكامل" . mathworld.wolfram.com . تاريخ الاسترجاع: 9 فبراير 2025. الأعداد الكاملة هي أعداد صحيحة موجبة n بحيث يكون n=s(n)، حيث s(n) هي دالة القواسم المقيدة (أي مجموع القواسم الصحيحة للعدد n)، ...
  2. "A000396 - OEIS" . oeis.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-03-2024 .
  3. كالدول، كريس، "إثبات أن جميع الأعداد الزوجية الكاملة هي قوة لضعف عدد أولي من أعداد ميرسين" .
  4. ديكسون، إل إي (1919). تاريخ نظرية الأعداد، المجلد الأول . واشنطن: مؤسسة كارنيجي في واشنطن. ص 4. 
  5. "الأعداد المثالية" . www-groups.dcs.st-and.ac.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2018 .
  6. في كتابه "مقدمة في الحساب" ، الفصل 16، يقول عن الأعداد الكاملة: "هناك طريقة لإنتاجها، دقيقة ومضمونة، لا تتجاوز أيًا من الأعداد الكاملة ولا تفشل في التمييز بين أي من الأعداد غير الكاملة، وتُنفذ بالطريقة التالية". ثم يشرع في شرح إجراء يُعادل إيجاد عدد مثلثي بناءً على عدد أولي من أعداد ميرسين.
  7. تعليق على إنجيل يوحنا 28.1.1–4، مع مزيد من المراجع في طبعة المصادر المسيحية : المجلد 385، 58–61.
  8. روجرز، جاستن م. (2015). استقبال التفسير الحسابي الفيلوني في تعليق ديديموس الأعمى على سفر التكوين(ملف PDF) . الاجتماع الوطني لجمعية الأدب الكتابي، أتلانتا، جورجيا .
  9. رشدي راشد، تطور الرياضيات العربية: بين الحساب والجبر (دوردريخت: كلوير أكاديميك بابليشرز، 1994)، ص 328-329.
  10. ^ Bayerische Staatsbibliothek ، Clm 14908. انظر ديفيد يوجين سميث (1925). تاريخ الرياضيات: المجلد الثاني . نيويورك: دوفر. ص. 21. رقم ISBN  0-486-20430-8.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  11. ديكسون، إل إي (1919). تاريخ نظرية الأعداد، المجلد الأول . واشنطن: مؤسسة كارنيجي في واشنطن. ص 10. 
  12. بيكوفر، سي (2001). عجائب الأرقام: مغامرات في الرياضيات والعقل والمعنى . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 360. ISBN  0-19-515799-0.
  13. بيترسون، آي (2002). رحلات رياضية: من الأعداد السريالية إلى الدوائر السحرية . واشنطن: الجمعية الرياضية الأمريكية. ص 132. ISBN  88-8358-537-2.
  14. 1 2 "تقرير معالم برنامج GIMPS" . بحث الإنترنت العظيم عن أعداد ميرسين الأولية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يوليو 2024 .
  15. ^ أوكونور، جون ج. إدموند ف. روبرتسون ، “أبو علي الحسن بن الهيثم” ، أرشيف MacTutor لتاريخ الرياضيات ، جامعة سانت أندروز
  16. "الصفحة الرئيسية لبرنامج GIMPS" . Mersenne.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-10-2024 .
  17. وايسشتاين، إريك دبليو. "العدد المثالي" . عالم الرياضيات .
  18. ديكسون، إل إي (1919). تاريخ نظرية الأعداد، المجلد الأول . واشنطن: مؤسسة كارنيجي في واشنطن. ص 6. 
  19. "أقدم مسألة مفتوحة في الرياضيات" (ملف PDF) . Harvard.edu . تاريخ الاطلاع: 16 يونيو 2023 .
  20. Oddperfect.org . مؤرشف بتاريخ 29-12-2006 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  21. 1 2 3 أوشيم، باسكال؛ راو، مايكل (2012). "الأعداد الكاملة الفردية أكبر من 10^ 1500 " (ملف PDF) . رياضيات الحساب . 81 (279): 1869-1877 . doi : 10.1090/S0025-5718-2012-02563-4 . ISSN 0025-5718 . Zbl 1263.11005 .  
  22. ^ كونيل ، أولريش (1950). "Verschärfung der notwendigen Bedingungen für die Existenz von ungeraden vollkommenen Zahlen". Mathematische Zeitschrift (باللغة الألمانية). 52 : 202– 211. دوى : 10.1007 / BF02230691 . S2CID 120754476 . 
  23. روبرتس، ت. (2008). "حول شكل العدد الكامل الفردي" (ملف PDF) . المجلة الرياضية الأسترالية . 35 (4): 244. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 14 مايو 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2009 .
  24. غوتو، ت؛ أونو، ي (2008). "الأعداد الكاملة الفردية لها عامل أولي أكبر من 10⁸ " (ملف PDF) . رياضيات الحساب . 77 (263): 1859-1868 . Bibcode : 2008MaCom..77.1859G . doi : 10.1090/S0025-5718-08-02050-9 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 7 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 مارس 2011 .
  25. كونياغين، سيرجي؛ أكوا، بيتر (2012). "حول العوامل الأولية للأعداد الفردية الكاملة". المجلة الدولية لنظرية الأعداد . 8 (6): 1537-1540 . doi : 10.1142/S1793042112500935 .
  26. إيانوتشي، دي إي (1999). "أكبر قاسم أولي ثانٍ لعدد فردي كامل يتجاوز عشرة آلاف" (ملف PDF) . رياضيات الحساب . 68 (228): 1749-1760 . Bibcode : 1999MaCom..68.1749I . doi : 10.1090/S0025-5718-99-01126-6 . تاريخ الاسترجاع: 30 مارس 2011 .
  27. زيلينسكي، جوشوا (يوليو 2019). "الحدود العليا لثاني أكبر عامل أولي لعدد فردي كامل". المجلة الدولية لنظرية الأعداد . 15 (6): 1183-1189 . arXiv : 1810.11734 . doi : 10.1142/S1793042119500659 . S2CID 62885986 . .
  28. إيانوتشي، دي إي (2000). "أكبر ثالث قاسم أولي لعدد فردي كامل يتجاوز المئة" (ملف PDF) . رياضيات الحساب . 69 (230): 867-879 . Bibcode : 2000MaCom..69..867I . doi : 10.1090/S0025-5718-99-01127-8 . تاريخ الاسترجاع: 30 مارس 2011 .
  29. بيبي، شون؛ فينكي، بيتر؛ زيلينسكي، جوشوا (23 نوفمبر 2021). "حول ثالث أكبر قاسم أولي لعدد فردي كامل" (ملف PDF) . الأعداد الصحيحة . 21. تم الاطلاع عليه في 6 ديسمبر 2021 .
  30. نيلسن، بيس ب. (2015). "الأعداد الكاملة الفردية، المعادلات الديوفانتية، والحدود العليا" (ملف PDF) . رياضيات الحساب . 84 (295): 2549-2567 . doi : 10.1090/S0025-5718-2015-02941-X . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 8 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه في 13 أغسطس 2015 .
  31. نيلسن، بيس ب. (2007). "الأعداد الكاملة الفردية لها تسعة عوامل أولية مميزة على الأقل" (ملف PDF) . رياضيات الحساب . 76 (260): 2109-2126 . arXiv : math/0602485 . Bibcode : 2007MaCom..76.2109N . doi : 10.1090/S0025-5718-07-01990-4 . S2CID 2767519. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 3 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 مارس 2011 . 
  32. 1 2 زيلينسكي، جوشوا (3 أغسطس 2021). "حول العدد الإجمالي للعوامل الأولية لعدد فردي كامل" (ملف PDF) . الأعداد الصحيحة . 21. تم الاطلاع عليه في 7 أغسطس 2021 .
  33. تشين، يونغ-غاو؛ تانغ، تسوي-إي (2014). "تحسين الحدود العليا للأعداد الفردية متعددة الكمال" . نشرة الجمعية الرياضية الأسترالية . 89 (3): 353-359 . doi : 10.1017/S0004972713000488 .
  34. نيلسن ، بيس ب. (2003). "حد أعلى للأعداد الكاملة الفردية" . الأعداد الصحيحة . 3. doi : 10.5281/zenodo.7607545 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أغسطس 2025 .
  35. أوشيم، باسكال؛ راو، مايكل (2014). "حول عدد العوامل الأولية لعدد فردي كامل" . رياضيات الحساب . 83 (289): 2435-2439 . doi : 10.1090/S0025-5718-2013-02776-7 .
  36. غرايم كلايتون ، كودي هانسن (2023). "حول المتباينات التي تتضمن عدد العوامل الأولية لعدد فردي كامل" (ملف PDF) . الأعداد الصحيحة . 23. arXiv : 2303.11974 . تاريخ الاسترجاع: 29 نوفمبر 2023 .
  37. بوميرانس، كارل؛ لوكا، فلوريان (2010). "حول جذر العدد الكامل" . مجلة نيويورك للرياضيات . 16 : 23-30 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2018 .
  38. كوهين، غرايم (1978). "حول الأعداد الكاملة الفردية". مجلة فيبوناتشي الفصلية . 16 (6): 523-527. doi : 10.1080/00150517.1978.12430277 .
  39. سوريانارايانا، د. (1963). "حول الأعداد الكاملة الفردية II". وقائع الجمعية الرياضية الأمريكية . 14 (6): 896-904 . doi : 10.1090/S0002-9939-1963-0155786-8 .
  40. ماكدانيال، واين ل. (1970). "عدم وجود أعداد كاملة فردية من شكل معين". أرشيف الرياضيات . 21 (1): 52-53 . doi : 10.1007/BF01220877 . ISSN 1420-8938 . MR 0258723. S2CID 121251041 .   
  41. 1 2 3 فليتشر، إس. آدم؛ نيلسن، بيس ب.؛ أوشيم، باسكال (2012). "طرق الغربلة للأعداد الكاملة الفردية" (ملف PDF) . رياضيات الحساب . 81 (279): 1753-1776. doi : 10.1090/S0025-5718-2011-02576-7 . ISSN 0025-5718 . MR 2904601 .  
  42. كوهين، جي إل (1987). "حول أكبر مكون لعدد كامل فردي" . مجلة الجمعية الرياضية الأسترالية، السلسلة أ . 42 (2): 280-286 . doi : 10.1017/S1446788700028251 . ISSN 1446-8107 . MR 0869751 .  
  43. ^ كانولد، هانز يواكيم [بالألمانية] (1950). "Satze uber Kreisteilungspolynome und ihre Anwendungen auf einige zahlentheoretiseheمشكلة. II". Journal für die reine und angewandte Mathematik . 188 (1): 129– 146. دوى : 10.1515/crll.1950.188.129 . ردمك 1435-5345 . السيد 0044579 . S2CID 122452828 .   
  44. 1 2 كوهين، جي إل؛ ويليامز، آر جيه (1985). "توسيعات لبعض النتائج المتعلقة بالأعداد الكاملة الفردية" (ملف PDF) . مجلة فيبوناتشي الفصلية . 23 (1): 70-76 . doi : 10.1080/00150517.1985.12429857 . ISSN 0015-0517 . MR 0786364 .  
  45. هاجيس، بيتر الابن؛ ماكدانيال، واين ل. (1972). "نتيجة جديدة تتعلق ببنية الأعداد الكاملة الفردية" . وقائع الجمعية الرياضية الأمريكية . 32 (1): 13-15 . doi : 10.1090/S0002-9939-1972-0292740-5 . ISSN 1088-6826 . MR 0292740 .  
  46. ماكدانيال، واين ل.؛ هاجيس، بيتر الابن (1975). "بعض النتائج المتعلقة بعدم وجود أعداد كاملة فردية من الشكلصαم2β{\displaystyle p^{\alpha }M^{2\beta }}( ملف PDF) . مجلة فيبوناتشي الفصلية . 13 (1): 25-28 . doi : 10.1080/00150517.1975.12430680 . ISSN 0015-0517 . MR 0354538 .  
  47. يامادا، توموهيرو (2019). "حد أعلى جديد للأعداد الكاملة الفردية ذات الشكل الخاص". كولكيوم ماثيماتيكوم . 156 (1): 15-21 . arXiv : 1706.09341 . doi : 10.4064/cm7339-3-2018 . ISSN 1730-6302 . S2CID 119175632 .  
  48. ^ الأوراق الرياضية المجمعة لجيمس جوزيف سيلفستر ص. 590، ص. من "Sur les nombres dits de Hamilton"، Compte Rendu de l'Association Française (تولوز، 1887)، الصفحات من 164 إلى 168.
  49. ناديس، ستيف (10 سبتمبر 2020). "علماء الرياضيات يفتحون جبهة جديدة في مسألة عددية قديمة" . مجلة كوانتا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 سبتمبر 2020 .
  50. ماكوفسكي، أ. (1962). "ملاحظة حول الأعداد الكاملة". الرياضيات الابتدائية 17 (5): 109.
  51. غاياردو، لويس هـ. (2010). "حول ملاحظة لماكوفسكي حول الأعداد الكاملة" . الرياضيات الابتدائية 65 (3): 121-126 . doi : 10.4171/EM/149 ..
  52. يان، سونغ ي. (2012)، نظرية الأعداد الحسابية والتشفير الحديث ، جون وايلي وأولاده، القسم 2.3، التمرين 2(6)، ISBN 9781118188613.
  53. جونز، كريس؛ لورد، نيك (1999). "توصيف الأعداد غير شبه المنحرفة". المجلة الرياضية . 83 (497). الجمعية الرياضية: 262-263 . doi : 10.2307/3619053 . JSTOR 3619053. S2CID 125545112 .  
  54. ^ هورنفيك، ب (1955). "Zur Dichte der Menge der vollkommenen zahlen". قوس. الرياضيات . 6 (6): 442-443 . دوى : 10.1007 / BF01901120 . S2CID 122525522 . 
  55. ^ كانولد، إتش جي (1956). "Eine Bemerkung ¨uber die Menge der vollkommenen zahlen". الرياضيات. آن . 131 (4): 390-392 . دوى : 10.1007 / BF01350108 . S2CID 122353640 . 
  56. ^ ح. نوفاريس. لاحظ sur les nombres parfaits Texeira J. VIII (1886)، 11–16.
  57. ديكسون، إل إي (1919). تاريخ نظرية الأعداد، المجلد الأول . واشنطن: مؤسسة كارنيجي في واشنطن. ص 25. 
  58. ريدموند، دون (1996). نظرية الأعداد: مقدمة في الرياضيات البحتة والتطبيقية . تشابمان آند هول/سي آر سي، الرياضيات البحتة والتطبيقية. المجلد 201. مطبعة سي آر سي. المسألة 7.4.11، ص 428. ISBN   9780824796969..

مصادر

للمزيد من القراءة