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寻找亲和数

人与人之间讲究友情,而有趣的是,数与数之间也有相类似的关系,数学家把一对存在特殊关系的数称为“亲和数”。亲和数,又称相亲数、友爱数、友好数,指两个正整数中,彼此的全部约数之和(本身除外)与另一方相等。
    

那么什么是亲和数呢?亲和数是一种古老的数,在遥远的古代,人们发现某些自然数之间有特殊的关系:如果两个数a和b,a的所有除本身以外的因数之和等于b,b的所有除本身以外的因数之和等于a,则称a和b是一对亲和数。亲和数的基本定理是,对任一个正整数z,因数分解后可以表达为以下的形式z=ambn?cl,其中:a,b,c为素数;m,n,l为大于或等于1的正整数。
    


    

320年左右,古希腊毕达哥拉斯发现的220与284,是人类认识的第一对亲和数。1636年,法国数学家费马发现了第二对亲和数17296和18416。两年之后,“解析几何之父”——法国数学家笛卡尔于1638年3月31日宣布找到了第三对亲和数9437056和9363584。费马和笛卡尔在两年的时间里,打破了二千多年的沉寂,激起了数学界重新寻找亲和数的波涛。
    

而数学家欧拉曾找出59对新的亲和数。在以后的半个世纪的时间里,人们在前人的基础上,不断更新方法,陆陆续续又找到了许多对亲和数。到了1923年,数学家麦达其和叶维勒汇总前人研究成果与自己的研究所得,发表了1095对亲和数,其中最大的数有25位。同年,另一位荷兰数学家里勒找到了一对有152位数的亲和数。在计算机出现后,人们加快了亲和数的寻找。
    

亲和数是较为稀少的数,到现在还不能确定亲和数对的数量是否有限。在搜寻出的亲和数对中,均同为偶数或奇数,还没有一奇一偶的情况,但这是否是普遍规律,还未见证明。亲和数的分布有较好的规律性,在搜索范围增加到原来的10倍时,亲和数对的数量为原来的2倍多,随着范围增大,亲和数越稀少,搜索也越困难。假设增长比率为a,按a=2.3计算,以1亿为计算起点,则100亿亿(1018)内的亲和数对估计为231×2.310=956952;以100亿为计算起点,则估计为1391×2.38=1089305,差别不大,估计为100万对左右。在该搜索范围内平均万亿个数才能找到一对亲和数,由此可见其寻找难度。
    

另外,采用分解算法,寻找到1万亿以上的5对亲和数:(1 000 452 085 744,1 023 608 366 096),(1 000 539 285 525,1 015 331 690 475),(1 000 607 505 404,1 147 934 333 956),(1 001 352 481 250, 1 117 674 392 350),(1 001 583 011 750,1 019 368 284 250),可见在该范围内,平均约搜索3亿个数才发现一对亲和数。
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