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Encontrar la cantidad de divisores positivos de un número. ¿Qué haría usted?

Recientemente me enteré de una cosa increíble. Supongamos que se le dará un número y usted tiene que encontrar la cantidad de divisores positivos que tiene. ¿Qué haría usted ?

Solución: Supongamos que usted elija $12$. Ha $1,2,3,4,6,12$ como sus divisores; así, el número total de divisores de a$12$$6$.

Ahora el método que he aprendido:

$x={p_1}^a {p_2}^b$ donde $p_1$ $p_2$ son números primos. Ahora, $x$ $(a+1)(b+1)$ divisores positivos.

Nota: Aquí se $x$ se puede expresar como un producto de muchos primos con alimentación adecuada.

Quiero saber la lógica detrás de esto.

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Daniel W. Farlow Puntos 13470

Esto puede darle más de la teoría de la lógica que desea detrás de esto (yo dar una explicación de su ejemplo, específicamente en el final), aunque el Marco proporciona un agradable, intuitiva análisis combinatorio.

Como alguien señaló, $\sigma$ es la suma de los divisores de la función, que se define mediante el establecimiento $\sigma(n)$ igual a la suma de todos los divisores positivos de $n$.

Ahora, tenemos que $\tau$ es el número de divisores de función, el cual es definido por la configuración de $\tau(n)$ igual al número de divisores positivos de $n$.

Primera nota de que $\sigma(n)$ $\tau(n)$ puede ser expresado en notación de sumatoria: $$ \sigma(n)=\sum_{d\mediados n}d\quad\text{y}\quad \tau(n)=\sum_{d\mediados n}1. $$ Voy a asumir que usted sabe $\sigma(n)$ $\tau(n)$ son multiplicativos funciones (si no, las pruebas de este hecho son fáciles de encontrar); es decir, $$ \sigma(mn)=\sigma(m)\sigma(n)\quad\text{y}\quad\tau(mn)=\tau(m)\tau(n),\etiqueta{1} $$ donde $m$ $n$ son relativamente primos enteros positivos (tales funciones se llaman completamente multiplicativa si $(1)$ mantiene para todos los enteros positivos $m$$n$).

Con eso fuera del camino, podemos desarrollar lo aprendido de forma más rigurosa a partir de un lexema, a continuación, un teorema, y, a continuación, un ejemplo sencillo.


Lema: Vamos a $p$ ser el primer y $a$ un entero positivo. Entonces $$ \sigma(p^a)=1+p+p^2+\cdots+p^a=\frac{p^{+1}-1}{p-1},\etiqueta{2} $$ y $$ \tau(p^a)=a+1.\la etiqueta{3} $$ Prueba. Los divisores de $p^a$$1,p,p^2,\ldots,p^{a-1},p^a$. Por lo tanto, $p^a$ tiene exactamente $a+1$ divisores, por lo que el $\tau(p^a)=a+1$. También, se nota que $\sigma(p^a)=1+p+p^2+\cdots+p^{a-1}+p^{a}=\frac{p^{a+1}-1}{p-1}$ (la suma de términos de una progresión geométrica).

Teorema: Dejar que el entero positivo $n$ han factorización en primos $n=p_1^{a_1}p_2^{a_2}\cdots p_s^{a_s}$. Entonces tenemos que $$ \sigma(n)=\frac{p_1^{a_1+1}-1}{p_1-1}\cdot\frac{p_2^{a_2+1}-1}{p_2-1}\cdot\cdots\cdot\frac{p_s^{a_s+1}-1}{p_s-1}=\prod_{j=1}^s\frac{p_j^{a_j+1}-1}{p_j-1},\tag{4} $$ y $$ \tau(n)=(a_1+1)(a_2+1)\cdots(a_s+1)=\prod_{j=1}^s(a_j+1).\la etiqueta{5} $$ Prueba. Desde $\sigma$ $\tau$ son tanto multiplicativo, podemos ver que $$ \sigma(n)=\sigma(p_1^{a_1}p_2^{a_2}\cdots p_s^{a_s})=\sigma(p_1^{a_1})\sigma(p_2^{a_2})\cdots\sigma(p_s^{a_s}), $$ y $$ \tau(n)=\tau(p_1^{a_1}p_2^{a_2}\cdots p_s^{a_s})=\tau(p_1^{a_1})\tau(p_2^{a_2})\cdots\tau(p_s^{a_s}). $$ La inserción de los valores de $\sigma(p_i^{a_i})$$\tau(p_i^{a_i})$$(2)$$(3)$, obtenemos las fórmulas deseadas.

Ejemplo: Calcular el $\sigma(200)$$\tau(200)$.

Solución. El uso de $(4)$$(5)$, tenemos que $$ \sigma(200)=\sigma(2^35^2)=\frac{2^4-1}{2-1}\cdot\frac{5^3-1}{5-1}=15\cdot 31=465, $$ y $$ \tau(200)=\tau(2^35^2)=(3+1)(2+1)=12. $$


Para su observación en concreto, el cálculo de $\sigma(12)$ $\tau(12)$ da como resultado el siguiente:

  • $\displaystyle \sigma(12)=\sigma(2^23^1)=\frac{2^3-1}{2-1}\cdot\frac{3^2-1}{3-1}=7\cdot 4=28$.
  • $\tau(12)=\tau(2^23^1)=(2+1)(1+1)=3\cdot 2 = 6$.

11voto

WiTon Nope Puntos 6

Vamos $$ x = \prod_{i=0}^n p_i^{e_i} $$

donde el $p_i$ son distincts de los números primos. Entonces los divisores de x son de la forma

$$ \displaystyle \prod_{i=0}^n p_i^{t_i} $$

donde $0 \leq t_i \leq e_i$.

Para obtener cualquier divisor tiene que seleccionar cada una de las $t_i$$\{0, \ldots, e_i\}$, por lo que para $t_0$ $e_0 + 1$ opciones y así sucesivamente, por lo tanto, $x$ ha

$$ \prod_{i=0}^n (e_i + 1) $$

divisores.

8voto

Joffan Puntos 7855

Tomemos el ejemplo de $12$.

$12=2^2\cdot 3^1$

En cuanto a los dos primeros poderes en turno

  • $2^2$ tiene factores de $2^0, 2^1, 2^2$
  • $3^1$ tiene factores de $3^0, 3^1$

Para hacer que todos los factores de $12$, hacemos un factor de elección de cada uno de los principales factores de potencia y multiplicar juntos. Si estamos omitiendo uno de los números primos en total se acaba de elegir a la potencia cero - $1$ - para ese factor en particular:

$$\begin{array}{|c|c|} \hline & 2^0 & 2^1 & 2^2\\ \hline 3^0 & 1 & 2 & 4 \\ \hline 3^1 & 3 & 6 & 12 \\ \hline \end{array}$$

Para los exponentes de los factores primos de alimentación en el recuento de los factores en la manera que usted describe.

Esto también le da una manera rápida a la suma de todos los factores de un número. Sólo tienes que añadir todos los factores de cada uno de los prime por separado y multiplicar los resultados en conjunto, de modo que los factores de 12 suma a $(1+2+4)(1+3) = 7\times 4 = 28$.

6voto

L16H7 Puntos 258

Veamos un ejemplo para 12. Sabemos que $$ 12 = 2^2\cdot 3^1. $$ Ahora observe la siguiente expresión: $$ ({2}^{0} + {2}^{1} + {2}^{2}) \cdot ({3}^{0} + {3}^{1}). $$ Como se puede ver, cada uno de los términos que se logró después de la expansión es un divisor de a $12$.

Y, por tanto, la fórmula para el número de divisores $= (3)(2) = (2 + 1)(1 + 1) = 6$.

Usted puede probar esto para cualquier número.

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