幂数
数学性质
幂数的质因数分解中,各质因数指数均大于1。
幂数的倒数的和为
其中
若用 k ( x )来表示当1≤ n ≤ x 时,幂数 n 的个数,则 k 满足以下的不等式
。
佩尔方程 x -8 y =1有无限多个正整数解,因此存在无限多组连续的幂数(若 x 、 y 为正整数解,则 x 及8 y 即为二个连续的幂数),其中最小的是8和9 。而8和9恰好也是唯一一组连续的次方数(卡塔兰猜想,后来已被数学家普雷达·米哈伊列斯库证明)。
幂数的和与差
每一个奇数都可以表示为二个连续数字的平方的差:( k + 1) = k + 2k +1 ,因此 ( k + 1) - k = 2 k + 1。而每一个4的倍数都可以表示为二个彼此差2的正整数,其平方的差:( k + 2) - k = 4 k + 4。以上数字均可表示为二平方数的差,因此可就是二个幂数的差。
但无法被4整除的偶数(即 奇偶数 ( 英语 : Singly even number ) )无法表示为二个平方数的差,但不确定是否可表示为二个幂数的差,然而Golomb发现以下的等式
以上的等式未包括6,Golomb猜想有无穷多个奇偶数无法表示为二个幂数的差,不过后来Narkiewicz发现6也可以表示为二个幂数的差:
而且可以找到无限多组的幂数,二个幂数之间的差为6。而McDaniel证明每个整数都有无限多组表示为二个幂数的差的方法 。
保罗·艾狄胥猜想每一个足够大的整数均可表示为最多三个幂数的和,后来由Roger Heath-Brown证实了保罗·艾狄胥的猜想 。
一般化
幂数的质因数分解中,所有的指数均不小于2。以此概念再延伸,若一整数的质因数分解中,所有的指数均不小于 k ,可称为 k -幂数。
是由k-幂数所组成的等差数列,若 a 1 , a 2 , ..., a s 是由 k -幂数所形成的等差数列,公差为d,则
则是由 s +1个项 k -幂数所组成的等差数列。
以下是一个有关 k -幂数的恒等式:
因此可以找到无穷多组的 k -幂数,其个数为 n +1个,而这些 k -幂数的和也是 k -幂数。Nitaj证明了存在无穷多组互质的3-幂数 x 、 y 、 z ,满足 x + y = z 的形式 。Cohn找到一个可产生无穷多组互质,且非立方数的3-幂数 x 、 y 、 z ,可满足 x + y = z 的方法:以下的数组
是方程式32 X + 49 Y = 81 Z 的解(因此32 X 、49 Y 及81 Z 即为上述的3-幂数数组)。令 X ′= X (49 Y + 81 Z ), Y ′ = − Y (32 X + 81 Z ), Z ′ = Z (32 X − 49 Y ),再除以其最大公因数即为一组新的解。
関连项目
阿喀琉斯数
次方数
延伸阅读
J. H. E. Cohn, A conjecture of Erdös on 3-powerful numbers, Math. Comp. 67 (1998), 439--440.[1]
P. Erdös & G. Szekeres, Über die Anzahl der Abelschen Gruppen gegebener Ordnung und über ein verwandtes zahlentheoretisches Problem, Acta Litt. Sci. Szeged 7 (1934), 95--102.
Richard Guy, Section B16 in Unsolved Problems in Number Theory , Springer-Verlag, 3rd edition, 2004; ISBN 0-387-20860-7.
D. R. Heath-Brown, Ternary quadratic forms and sums of three square-full numbers, Séminaire de Théorie des Nombres, Paris, 1986-7 , Birkhäuser, Boston, 1988.
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