佩服数

在数论中，佩服数（英文：Admirable numbers），是指若一个正整数除了本身外之所有的因数^{[注 1]}，存在一个因数 $d\,^{\prime }$ ，将其他不是本身、不是 $d\,^{\prime }$ 的因数相加后，再减掉 $d\,^{\prime }$ ，若等于本身，我们就称它为“佩服数”。换句话说佩服数是计算一数的因数和，但其中一个因数是以相反数和其他因数相加，得到的值是自己本身的数。有这种性质的数虽未如完全数一般的完美，但仍被形容为“令人敬佩的”^[1]。

所有大于3的质数的6倍都是佩服数^[1]^{[注 2]}，因此佩服数有无穷多个。

定义[编辑]

一个正整数除了本身外之所有因数，存在一个因数 $d\,^{\prime }$ ，将其他不是本身、不是 $d\,^{\prime }$ 的因数相加后，再减掉 $d\,^{\prime }$ ，若等于本身，我们就称它为佩服数。

例如12的因数有1、2、3、4、6、12。其中存在一个因数2，使得 $(1+3+4+6)-2=12$ ^[2]，同时，12也是最小的佩服数^[1]。

更为严格地说，佩服数是指使得公式 $\sigma \left(n\right)-2d\,^{\prime }=2n$ 成立的正整数，其中σ指的是因数和函数，即 $n$ 的所有正因数（包括其本身n）之和。 $d\,^{\prime }$ 是n的其中一个因数。

例如20的因数有1、2、4、5、10、20，其因数和函数的结果为 $\sigma \left({20}\right)=1+2+4+5+10+20=42$ ，存在一个因数1，使得 $\sigma \left({20}\right)-1\times 2=20\times 2$ ，所以20可称为佩服数。

佩服数是过剩数的一个子集，换句话说所有佩服数都是过剩数^[3]。

例子[编辑]

最小的一些佩服数是：

12、 20、 24、 30、 40、 42、 54、 56、 66、 70、 78、 84、 88、 102、 104、 114、 120、 138、 140、 174、 186、 222、 224、 234、 246、 258、 270、 282、 308、 318、 354 ……（OEIS数列A111592）

以上列出的佩服数都是偶数。最小的奇佩服数是945^[4]，同时最小的奇过剩数、奇半完全数^[5]也是945。

前几个奇佩服数是：

945、4095、6435、7425、8415、8925、9555、26145、28035、30555、31815、32445、43065、46035、78975、80535、81081、103455、129195 ……（OEIS数列A109729）

连续的佩服数^{[注 3]}比连续的过剩数还要少。在10¹²以下，只有两组连续佩服数，分别是(29691198404, 29691198405)和(478012798575, 478012798576)^[1]。

佩服数的分布并不像过剩数那样，过剩数有著非零的自然密度^[6]，而佩服数的成长率非线性的，例如小于100的佩服数有13个、小于1,000的佩服数有65个、小于10,000的佩服数有379个（OEIS数列A109727），其密度随著数字尺度变大而逐渐减少。

所有大于3的质数的六倍都是佩服数^[1]^{[注 2]}，更精确地说，所有的质数与质因数不含该质数之完全数的乘积都是佩服数^{[注 4]}。

参见[编辑]

注释[编辑]

^ 为方便说明，本条目中的“因数”一律指正因数。
^ ^2.0 ^2.1 假设p是一个大于3的质数，则6p可因数分解为 $2\times 3\times p$ ，因此6p共有8个因数，分别为：1、2、3、6、p、2p、3p、6p，当中存在一个因数6，使得 $(1+2+3+p+2p+3p)-6=6p$ 本身，因此对所有大于3的质数 $p$ ， $6p$ 都是佩服数
^ 指两个相邻的整数都是佩服数的情况
^ 假设p是一个大于3的质数、q是一个完全数，则 $p\cdot q$ 的因数包含所有q的因数和所有q与p的乘积，已知q的因数和为2q，因此 $p\cdot q$ 的所有正因数和为 $2q+2p\cdot q$ ，不含 $p\cdot q$ 本身的因数和为 $(2q+2p\cdot q)-p\cdot q$ 为 $2q+p\cdot q$ ，因此当中存在一个因数q使得其不包括q的因数和 $(q+p\cdot q)$ 减去q等于 $p\cdot q$ 本身，因此对所有大于3的质数p， $p\cdot q$ 都是佩服数
^ 18的因数有1，2，3，6，9，18，假设d'为1，得 $(2+3+6+9)-1=19$ ，非18；假设d'为2，得 $(1+3+6+9)-2=17$ ，非18；假设d'为3，得 $\left(1+2+6+9\right)-3=15$ ，非18；假设d'为6，得 $(1+2+3+9)-6=9$ ，非18；假设d'为9，得 $(1+2+3+6)-9=3$ ，非18；假设d'为18，得 $(1+2+3+6+9)-18=3$ ，非18。因此18不存在因数d'，将其他不是本身、不是d'的因数相加后，再减掉d'，能等于本身，因此18不是佩服数^[9]
^ 该数列未被整数数列线上大全收录。
^ 二的乘幂的因数基本上是低于该数的所有二的乘幂，例如64的因数为1、2、4、8、16、32、64，为小于等于64的所有二的乘幂，因此根据二的乘幂级数的性质^[12]，将不是本身的因数相加相当于从1到乘幂少1的二乘幂级数之和因此必等于本身减一，而1为所有自然数的因数，因此二的乘幂必定会是亏完全数。