■完全数の仲間・親和数(その2)
自然数Nの正の約数の和をσ(N)で表すことにします.k=2の場合が完全数ですが,
σ(N)=kN
を満たす自然数をk倍完全数と呼ぶことにします.
σ(120)=360=3・120
すなわち,3倍完全数です.3倍完全数は6個だけ知られています.
120,672,423776,459818240,1476304896,31001180160
1・2・3=6 (最小の完全数)
4・5・6=120 (最小の3倍完全数)
7・8・9=220+284 (最小の親和数の和)
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【1】イブン・クッラの公式
p=3・2^n-1−1
q=2p+1
r=pq+p+q
がすべて素数ならば,M=2^npq,N=2^nrのペアは親和数になる.
n=2→(220,284)
n=4→(17296,18416) (フェルマー)
n=7→(9363584,9437056) (デカルト)
なお,この公式で小さい方は四面体数
n(n+1)(n+2)/6
になる.
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[証]
pq<pq+p+q
pq=p(2p+1)=(3・2^n-1−1)(3・2^n−1)
=(3・2^n-1−1)(6・2^n-1−1)=18・2^2n-2−9・2^n-1+1
N=2^npq=18・2^3n-2−9・2^2n-1+2^n
=9/2・2^3n−9/2・2^2n+2^n=m(m−1)(m−2)/6
m(m−1)(m−2)=27・2^3n−27・2^2n+6・2^n
m=3・2^n
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