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合數


合數 n 是一個 正整數 n>1,它不是 質數(即,它有除 1 和自身以外的 因子)。前幾個合數(有時簡稱“合數”)是 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, ... (OEIS A002808),其素數分解總結在下表中。請注意,數字 1 是一種特殊情況,被認為既不是合數也不是 質數

n素因數分解n素因數分解
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 個合數 c_n 可以使用 Wolfram 語言程式碼生成

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

合數 c_n 的特徵函式的 狄利克雷生成函式由下式給出

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 函式P(s)素數 zeta 函式[S]艾弗森括號

合數有無限個。

合數問題 詢問是否存在正整數 mn 使得 N=mn

一個合數 C 總是可以寫成至少兩種方式的 乘積(因為 1·C 總是可能的)。稱這兩種乘積為

 C=ab=cd,
(4)

那麼顯然 c|ab (c ab)。設定

 c=mn,
(5)

其中 mca 的部分,ncb 的部分。那麼存在 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 永遠不是質數

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

對於整數 k >=0,更一般的結論 >=0 也成立 (Honsberger 1991)。


另請參閱

可容數, 合數問題, 格林猜想, 高合成數, 素因數分解 素數間隙, 質數, 弱質數

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參考文獻

Honsberger, R. More Mathematical Morsels. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., pp. 19-20, 1991.Sloane, N. J. A. 序列 A002808/M3272 in "整數序列線上百科全書"。

在 上引用

合數

如此引用

Weisstein, Eric W. "合數。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/CompositeNumber.html

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