首页 » 数学女孩 » 数学女孩全文在线阅读

《数学女孩》2.7 自己家

关灯直达底部

夜晚。

我一个人在房间里回想着今天和泰朵拉之间的对话。她是那么地坦率,而且求知欲强,今后一定会有发展空间的。我想如果她也能渐渐体会到数学的乐趣就好了。

和泰朵拉说话的时候,我有种教她学习数学的感觉。这种感觉与我和米尔嘉说话时的感觉完全不同。米尔嘉始终在牵着我的鼻子走。确切地说是她在教我。

想到米尔嘉,我突然想起了她给我留的“家庭作业”。竟然有同班同学给我布置家庭作业的。

米尔嘉给我布置的家庭作业

有一个正整数 n,如何求出 n 的所有约数之和?请写出解题方法

这个问题只要求出 n 的所有约数就能得出答案了。先求出 n 的所有约数,然后把它们相加求出“约数之和”。但是,这种求解方式也太复杂了吧,我再想想还有没有其他什么简便的方法。嗯,试试把整数 n 进行质因数分解。

我想到了午休时的题目:1024 是 2 的 10 次方。如果把此题用字母来表示的话,比如说将 n 变成质数的乘方形式,如下所示。

n = pm p 为质数,m 为正整数

n = 1024 时,上式就变为 p = 2,m = 10 的特殊形式。如果像列举 1024 的约数那样考虑的话,n 的约数就如下所示。

所以当 n = pm 时,n 的所有约数之和应该按以下方法求解。

n 的所有约数和

综上所述,当 npm 这一形式时,我们能够求出关于整数 n 的所有约数之和。

我们还可以将正整数 n 进行质因数分解。假设 p, q, r, ... 为质数,a, b, c, ... 为正整数。

啊,等一下。如果用字母的话,则不能表示其一般形式。如果在指数的地方有 a, b, c, ... ,再加上 p, q, r, ... 之类的字母,数学公式就变得混乱不堪。

如果能写成 这样的形式就好了,也就是质数正整数的积的形式。

好,就这样写。用 来表示质数,然后用 来表示指数,在字母右下角标上下标 0, 1, 2, ... , m,虽然该公式有点杂乱,但这是一般形式。这里 m + 1 表示“将 n 分解质因数后质因数的个数”。我们再重新算一遍。

将正整数 n 进行质因数分解,一般都可以写成以下形式。假设 为质数, 为正整数,则有

n 的结构如果是这样的话,那么 n 的约数就可以表现为以下形式。

此时, 就是以下整数。

嗯,如果仔细写出来的话,看起来真复杂啊。也就是说,如果质因数不变,指数从 0, 1, 2, ... 开始变化,就能形成不同的约数。说起来是很简单,但是变形成一般形式后,式子就比较多了。这种情况很常见。

不过变形后就很简单了。要求约数的和,只要把所有约数都加起来就可以了。

啊……不对不对,如果这样的话就不是“所有约数之和”了。这只是在约数中,以质因数的乘方形式组成的约数的和。事实上,约数的形式应该是下面这样。

是否有必要将所有质因数乘方形式的所有组合都挑选出来,相乘后解得约数之和呢?用语言来描述反而复杂,还是用式子来表示吧。

我就米尔嘉布置的作业所做的解答

将正整数 n 进行质因数分解,如下所示。

这里假设 为质数, 为正整数,这时,n 的“所有约数之和”可以用以下式子来表示。

式子不能写得比这个更简洁了。——嗯,这样大概就对了。