数学

(コラム)完全数

2022年9月19日

 不思議な「数」の世界。

 今回は、完全数について紹介します。

完全数とは?

定義
 自身以外の正の約数の総和が、自身に一致する数のことを言います。

例①
 「6」は完全数である。
 6の正の約数は、1、2、3、6。自身(=6)以外の正の約数は、1、2、3。これらを足すと、1+2+3=6で自身(=6)と一致する。

例②
 「28」は完全数である。
 28の正の約数は、1、2、4、7、14、28。自身(=28)以外の正の約数は、1、2、4、7、14。これらを足すと、1+2+4+7+14=28で自身(=28)と一致する。

 2022年9月現在、完全数は51個発見されており、それらはすべて偶数です。

未解決問題

完全数は無数にあるか?

 現在51個しか発見されていない完全数ですが、完全数が無限に存在するかどうかは、誰にもわかっていません。

奇数の完全数は存在するか?

 現在発見されている完全数はすべて偶数ですが、奇数の完全数が存在するかどうかは、誰にわかっていません。

メルセンヌ素数との関係

メルセンヌ数とは?

 メルセンヌ数とは、nを正の整数としたときに、2n-1で表される数のことをいう。

例①
 「7」はメルセンヌ数である。n=3とすると、2n-1=23-1=7となるため。

例②
 「31」はメルセンヌ数である。n=5とすると、2n-1=25-1=31となるため。

メルセンヌ素数とは?

 メルセンヌ数が素数であるとき、メルセンヌ素数という。

例①
 「7」はメルセン素数数である。n=3とすると、2n-1=23-1=7となり、「7」は素数であるため。

例②
 「15」はメルセンヌ数であるが、メルセンヌ素数ではない。n=4とすると、2n-1=24-1=15となりメルセンヌ数となるが、「15」は素数でないため。

メルセンヌ素数と完全数との関係

 2n-1が素数(=メルセンヌ素数)ならば、2n-1×(2n-1)は完全数である。

 これは、紀元前3世紀頃のユークリッド原論で証明されている。

51番目の完全数

 51番目の完全数は、2018年に発見されました。この完全数は、4900万桁以上もあるようです。

 読者の皆様、ぜひ52番目の完全数を探してみませんか?

 完全数についてもっと知りたい方は、以下の書籍を読んでみてください。

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