اعداد موافق

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

اعداد موافق (به انگلیسی: amicable numbers) دو عدد هستند که جمع مقسوم علیه‌های یکی به غیر از خودش برابر دیگری باشد.

اعداد موافق، "دنبالهٔ عاد کننده” ای (به انگلیسی: aliquot sequence) با دو جمله تشکیل می‌دهند. (دنبالهٔ عاد کننده دنباله ای است که هر عدد مجموع مقسوم علیه‌های عدد قبلی، غیر از خودش، می‌باشد) درضمن، یک "عدد کامل" (به انگلیسی: perfect number)(که خودش مجموع مقسوم علیه‌هایش، به غیر از خودش، می‌باشد) یک دنبالهٔ عاد کننده یک جمله ای تشکیل می‌دهد. اعدادی که جزوی از دنبالهٔ عاد کننده ای با تعداد جملات بیش از ۲ هستند، “اعداد اجتماعی”(به انگلیسی: sociable numbers) نامیده می‌شوند.

اولین زوج‌های موافق به ترتیب عبارت اند از: (۲۲۰, ۲۸۴), (۱۱۸۴, ۱۲۱۰), (۲۶۲۰, ۲۹۲۴), (۵۰۲۰, ۵۵۶۴), (۶۲۳۲, ۶۳۶۸)

تاریخچه[ویرایش]

اعداد موافق نزد پیروان مکتب فیثاغوری شناخته شده بودند و آنها به این اعداد ویژگی‌های عرفانی نسبت داده بودند.

فرمولی کلی برای یافتن این اعداد توسط ثابت بن قره(۲۲۱-۲۲۸ق) کشف شد. ریاضی دانان عرب دیگری چون مسلمه المجریطی (۳۵۰-۴۰۹ ه. ق)، ابن طاهر بغدادی (۳۶۹- ۴۲۸ ه. ق.) و کمال‌الدین فارسی (۶۶۵- ۷۱۸ ه. ق.) نیز درمورد اعداد موافق مطالعه کردند.

ریاضی دان ایرانی، محمد باقر یزدی، زوج (۹۳۶۳۵۸۴, ۹۴۳۷۰۵۶) را یافت، علی رغم اینکه کشف این زوج معمولا به دکارت نسبت داده شده.

قاعده ثابت بن قره دوباره توسط پییر دو فرما (۱۶۰۱–۱۶۶۵ م.) و دکارت (۱۵۹۶– ۱۶۵۰ م.) کشف شد که معمولا به آنها نسبت داده شده‌است. این قاعده بعدها توسط اویلر کامل تر شد و در سال ۱۹۷۰ توسط "بورهو" (به انگلیسی: Borho) باز هم کامل تر شد. پییر دو فرما و دکارت همچنین زوج‌هایی موافق را کشف کردند که قبل تر توسط ریاضی دانان عرب کشف شده بود. کوچکترین زوج بعدی، (۱۱۸۴, ۱۲۱۰) در سال ۱۸۶۶ توسط B. Nicolò I. Paganini کشف شد.

در سال ۱۹۴۶، ۳۹۰ زوج کشف شده بودند اما ظهور کامپیوتر، کشف هزاران زوج دیگر را میسر کرد. در سال ۲۰۰۷ حدود ۱۲٬۰۰۰٬۰۰۰ زوج شناخته شده بودند.

یافتن اعداد موافق[ویرایش]

برای یافتن اعداد موافق، قواعدی کشف شده‌اند که می‌توان با آنها تعدادی از زوج‌های موافق را پیدا کرد.

قاعده “ثابت بن قره[ویرایش]

اولین قاعده “قاعده ثابت بن قره” هست[۱] که طبق آن:

   p = ۳ × ۲n − ۱ − ۱,
   q = ۳ × ۲n − ۱,
   r = ۹ × ۲۲n − ۱ − ۱

که در آن، n>۱ عدد صحیح و p و q و r عدد اول اند. در نتیجه ۲n×p×q و ۲n×r زوجی موافق اند. این قاعده، زوج‌های (۲۲۰, ۲۸۴) (۱۷۲۹۶, ۱۸۴۱۶) (۹۳۶۳۵۸۴, ۹۴۳۷۰۵۶) به ترتیب با nهای ۲, ۴ و ۷ را بدست می‌دهد، ولی هیچ زوج موافق دیگری هنوز با آن پیدا نشده.

اعدادی به شکل ۳ × ۲n − ۱ به “اعداد ثابت” (منظور از ثابت، ثابت بن قره هست) معروف اند. برای این که این قاعده یک زوج موافق بدست بدهد، دو عدد ثابت متوالی باید عدد اول باشند.

*قاعده “اویلر[ویرایش]

قاعده اویلر حالت کلی تر قاعده “ثابت بن قره” است.

   p = (۲(n - m)+۱) × ۲m − ۱,
   q = (۲(n - m)+۱) × ۲n − ۱,
   r = (۲(n - m)+۱)۲ × ۲m + n − ۱,

در این فرمول، n>m>۰ عدد صحیح و p و q و r عدد اول اند. ۲n×p×q و ۲n×r نیز زوجی موافق اند که بدست می‌آیند.

قاعده “ثابت بن قره” مشابه حالتی از قاعده اویلر است که m=n-۱.

با قاعده اویلر، دو زوج (۱٬۸), (۲۹٬۴۰) نیز پیدا شده‌اند اما هنوز هیچ زوج دیگری بوسیله این قاعده یافته نشده‌است.


*استفاده از “رایانه[ویرایش]

البته امروزه می توان به وسیله ی رایانه ، تک تک اعداد طبیعی را برای داشتن این شرط بررسی کرد: کد چنین برنامه ای در زبان c# به شکل زیر است:
(به انگلیسی: )


class Program

   {
       static Int64 Sum1(Int64 unknum1)
       {
           Int64 s = 0;
           for (int i = 1; i < unknum1; i++)
           {
               if (unknum1 % i == 0)
               {
                   s = s + i;
               }
           }
           unknum1 = s;
           return unknum1;
       }
       static void Main(string[] args)
       {
           Console.WriteLine("Wellcome  , Amicable Numbers");
           Int64 blvd1 = 1;
           for (int i = 0; i > -99; i++)
           {
               if (blvd1 < Sum1(blvd1))
               {
                   blvd1 = Sum1(blvd1) + 1;
               }
               else
               {
                   blvd1++;
               }
               while (blvd1 != Sum1(Sum1(blvd1)))
               {
                   blvd1++;
               }
               Console.WriteLine("{1}  :  {0}", Sum1(blvd1), Sum1(Sum1(blvd1)));
            
               if (i >= 11)
               {
                   Console.WriteLine("Please wait a little , next number is too large to be calculate fast");
                   Console.WriteLine("Wait...");
               }
           }





خروجی برنامه بدین شرح است خواهد بود وتا اعداد بسیار بزرگتر را نیز به مرور زمان بررسی خواهد کرد اما هرچه اعداد بزرگتر می شوند ، زمان مورد نیاز برای بررسی اعداد بسیار بیشتر می شود:


6  : 6
28  : 28
220  : 284
496  : 496
1184  : 1210
2620  : 2924
5020  : 5564
6232  : 6368
8128  : 8128
10744  : 10856
12285  : 14595
17296  : 18416

Please wait a little , next number is too large to be calculate fast

Wait...

زوج‌های باقاعده[ویرایش]

اگر (m,n) زوجی موافق باشد که m>n آنگاه m=gM و n=gNرا در نظر بگیرید که g بزرگترین مقسوم علیه مشترک m و n است. اگر M و N هردو نسبت به g متباین و همچنین هردو بر هیچ مربع کاملی بخش پذیر نباشند (به عددی که به هیچ مربع کاملی بخش پذیر نیست، square free numbers می گویند)، این زوج موافق، با قاعده و در غیر این صورت بی قاعده‌است.

اگر (m,n) زوجی با قاعده باشد و i و j به ترتیب عوامل اول M و N باشند، آنگاه (m,n) زوجی از نوع (i,j) نامیده می‌شود. مثلا اگر(m,n)=(۲۲۰٬۲۸۴)، بزرگترین مقسوم علیه مشترک آنها ۴ است، پس M=۵۵ و N=۷۱ می‌باشند، پس (۲۲۰, ۲۸۴) زوجی با قاعده از نوع (۲, ۱)می‌باشد.

نتایج دیگر[ویرایش]

  1. تمام روج‌های موافق شناخته شده، یا هردو زوج یا هردو فرد اند، هنوز نمی دانیم که آیا زوجی موافق بصورت زوج-فرد وجود دارد یا خیر. اگر چنین زوجی وجود داشته باشد، عدد زوج باید یک مربع کامل یا دو برابر آن باشد و عدد فرد نیز، یک مربع کامل باشد.
  2. اعداد هر زوج، حد اقل یک عامل مشترک بزرگتر از یک دارند.
  3. هنوز نمی دانیم آیا زوج موافق متباینی وجود دارد یا خیر، ولی اگر چنین باشد، حاصلضرب آن دو باید بیشتر از ۱۰۶۷ باشد، درضمن چنین زوجی نمی‌تواند از قاعده “ثابت بن قره” یا قاعده‌ای مشابه بدست آمده باشد.

پانویس[ویرایش]

منابع[ویرایش]