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合数


合数 n 是一个 正整数 n>1,它不是 质数(即,它有除 1 和自身以外的 因子)。前几个合数(有时简称“合数”)是 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, ... (OEIS A002808),其素数分解总结在下表中。请注意,数字 1 是一种特殊情况,被认为既不是合数也不是 质数

n素因数分解n素因数分解
42^2202^25
62·3213·7
82^3222·11
93^2242^3·3
102·5255^2
122^23262·13
142·7273^3
153·5282^27
162^4302·3·5
182·3^2322^5

n 个合数 c_n 可以使用 Wolfram 语言代码生成

  Composite[n_Integer] :=
    FixedPoint[n + PrimePi[#] + 1&, n]

合数 c_n 的特征函数的 狄利克雷生成函数由下式给出

sum_(n=1)^(infty)([n in {c_k}_(k=1)^infty])/(n^s)=sum_(n=1)^(infty)1/(c_n^s)
(1)
=1/(4^s)+1/(6^s)+1/(8^s)+1/(9^s)+...
(2)
=zeta(s)-1-P(s),
(3)

其中 zeta(s)黎曼 zeta 函数P(s)素数 zeta 函数[S]艾弗森括号

合数有无限个。

合数问题 询问是否存在正整数 mn 使得 N=mn

一个合数 C 总是可以写成至少两种方式的 乘积(因为 1·C 总是可能的)。称这两种乘积为

 C=ab=cd,
(4)

那么显然 c|ab (c ab)。设置

 c=mn,
(5)

其中 mca 的部分,ncb 的部分。那么存在 pq 使得

a=mp
(6)
b=nq.
(7)

求解 ab=cd 中的 d 得到

 d=(ab)/c=((mp)(nq))/(mn)=pq.
(8)

由此得出

S=a^2+b^2+c^2+d^2
(9)
=m^2p^2+n^2q^2+m^2n^2+p^2q^2
(10)
=(m^2+q^2)(n^2+p^2).
(11)

因此得出 a^2+b^2+c^2+d^2 永远不是质数

 S=a^k+b^k+c^k+d^k
(12)

对于整数 k >=0,更一般的结论 >=0 也成立 (Honsberger 1991)。


另请参阅

可容数, 合数问题, 格林猜想, 高合成数, 素因数分解 素数间隙, 质数, 弱质数

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参考文献

Honsberger, R. More Mathematical Morsels. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., pp. 19-20, 1991.Sloane, N. J. A. 序列 A002808/M3272 in "整数序列在线百科全书"。

在 Wolfram|Alpha 上引用

合数

如此引用

Weisstein, Eric W. "合数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/CompositeNumber.html

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