在数论中,人们不但讨论质数,同时也研究各种合数。有一种合数被称为完全数。比如6就是自然数中最小的完全数。6共有4个约数:1,2,3,6。如果不算6本身,把其余的约数加在一起,正好有1+2+3=6。这种除数本身外,所有约数的和恰好等于它本身的数,就叫作完全数或完美数。
在古代的欧洲,完全数被认为是吉利的数,有人把它们叫作“结婚数”。也有人牵强附会,说6为什么是完全数呢?那是因为上帝用了6天创造了世界,这当然是无稽之谈。在我国,6也被认为是吉利数字,比如六六大顺。中外都对6有好感,原因就是6有这种完美的性质。
除6以外还有哪些数是完全数呢?
28是完全数,因为28有5个小于本身的约数:1,2,4,7,14,而它们的和:
1+2+4+7+14=28。
496是完全数,它有9个小于本身的约数:1,2,4,8,16,31,62,124,248。这些约数的和:
1+2+4+8+16+31+62+124+248=496。
8128是完全数,它有13个小于本身的约数:1,2,4,8,16,32,64,127,254,508,1016,2032,4064。它们的和:
1+2+4+8+16+32+64+127+254+508+1016+2032+4064=8128。
上面4个完全数,古希腊人早已知道。第五个完全数33 550 336是直到1461年才算出来的。它的发现者至今还不知道是谁。16世纪又找到3个完全数:
8 589 869 056,137 438 691 328,2 305 843 008 139 952 128。
而第九个完全数
2 658 455 991 569 831 744 654 692 615 953 842 176,它的发现则是19世纪的杰作。
下面是完全数的一个公式:
N =(2 n -1 )(2 n -1),如果 n 表示大于1的自然数,并且2 n -1是质数,那么 N 就是完全数。根据这个公式,我们可以列出下面这些完全数来:
在这个公式中2 n -1就是梅森数。随着新的最大梅森质数的不断发现,最大完全数也就不断被发现了,目前发现的最大数是2 136 279 840 ×(2 136 279 841 -1)。
完全数有两个特点:
第一个特点,它的约数,除1外的倒数之和为1。例如6的大于1的约数是:2,3,6,则
28的大于1的约数是:2,4,7,14,28,则
496的大于1的约数是:2,4,8,16,31,62,124,248,496,则
第二个特点,除6以外,每一个完全数都可以用几个数的立方和来表示。
由于它们有这些完美的特点,所以才被人们称为完全数。