完数

博客介绍了完数,即所有真因子和等于本身的自然数。欧几里德证明偶数完数形式为2^(n - 1)*(2^n - 1),其中2^n - 1是素数。还提及偶完数的结尾特征、数字和规律等,以及完数可表示为连续自然数、奇数立方和等,最后提到判断完数的相关内容。

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完数(Perfect number的形式 

欧几里德证明了:一个偶数是完数,当且仅当它具有如下形式:2^(p-1)*(2^p-1)  

其中2^p-1是素数 

完全数(Perfect number)是一些特殊的自然数:它所有的真因子(即除了本身以外的约数 )的和,恰好等于它本身。 

例如:第一个完全数是6,它有约数1236,除去它本身6外,其余3个数相加,

126。第二个完全数是28,它有约数12471428,除去它本身28外,其余5个数相加 ,124 + 7 + 1428。后面的数是4968128。   

古希腊数学家欧几里德是通过 2^(n-1)*(2^n-1) 的表达式发现头四个完全数的。

当 n = 2^1*(2^2-1) = 6 

当 n = 2^2*(2^3-1) = 28 

当 n = 2^4*(2^5-1) = 496   

当 n = 2^6*(2^7-1) = 8128  

欧几里德证明了:一个偶数是完数,当且仅当它具有如下形式:2^(n-1)*(2^n -1)

(2^n-1)必须是素数。  

尽管没有发现奇完数,但是当代数学家奥斯丁·欧尔(Oystein Ore)证明,若有奇完全数,则其形状必然是12p + 136p + 9的形式,其中p是素数。在1018以下的自然数中奇完数是不存在的。  

6284968128335503368589869056(10)1 3 7438691328(12),   2305843008139952128(19)……  

偶完数都是以68结尾。如果以8结尾,那么就肯定是以28结尾。 

6以外的偶完数,把它的各位数字相加,直到变成一位数,那么这个一位数一定是1(亦即  :除6以外的完数,被9除都余1。):  

282+8=101+0=1  

4964+9+6=191+9=101+0=1 

所有的偶完数都可以表达为2的一些连续正整数次幂之和,

2p - 122p - 2: <:以下an次方表示形式为a(n)> 

6=2(1 ) + 2(2 ) 

28=2(2 ) + 2(3) + 2(4) 

496=2(4) + 2(5) + ... + 2(8)  

8128=2(6) + 2(7) + 2(8)+... + 2(12)   

33550336=2(12) + 2(13 ) + 2(14)... + 2(24)   

每一个偶完数都可以写成连续自然数之和:  

6=1+2+3   

28=1+2+3+4+5+6+7;   

496=1+2+3+…+30+31   

6以外的偶完数,还可以表示成连续奇数的立方和(被加的项共有):   

28=1(3) + 3(3)   

496=1(3) + 3(3) + 5(3) + 7(3)   

8128=1(3 ) + 3(3) + 5(3) + ... + 15(3)   

33550336=1(3) + 3(3) + 5(3) + ... + 125(3) + 127(3)   

每一个完数的所有约数(包括本身)的倒数之和,都等于2: 

1/1 + 1/2 + 1/3 + 1/6 =2  

1/1 + 1/2 + 1/4 + 1/7 + 1/14 + 1/28 =2  

它们的二进制表达式也很有趣:   

(6)10 = (110)2   

(28)10 = (11100)2? 


判断一个数是否完数

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
	__int64 i,n,sum,k,t;
	while(scanf("%I64d",&n)!=EOF)
	{
		t=0;
		if(n%10==6||n%10==8)
		{
			sum=3;
			sum+=n/2;
			for(i=3,k=9;k<n;i++)
			{	
				if(n%i==0)
				{
					sum+=(i+n/i);
				}
				k+=i+i+1;
			}				
			if(k==n) sum+=i;
			if(sum==n)
				t=1;
		}	
		if(t)printf("YES!\n");
		else printf("NO!\n");
	}
	return 0;
}

转载于:https://www.cnblogs.com/pcoda/archive/2011/07/16/2108233.html

<think>嗯,用户想找关于完数的打印程序或者算法,需要用编程语言来实现。首先,我得回忆一下完数的定义。完数,也就是,是指一个恰好等于它的真因子之和,比如6的真因子是1、2、3,而1+2+3=6,所以6是完数。还有28也是,对吧? 用户可能希望得到不同编程语言的实现方法,比如Python或者C++,因为引用的资料里有这两种代码的例子。先看引用里的内容,引用[1]是Python代码,遍历2到1000的,每个检查它的因子,然后求和判断是否等于自身。引用[2]是C++代码,输入一个判断是否是完数,返回yes或no。 用户的问题是关于打印完数的程序或算法,所以可能需要先解释完数的概念,再给出具体的实现步骤。比如如何找出所有真因子,如何求和,然后比较。然后展示代码示例,可能包括Python和C++两种,这样用户可以根据需要选择。 另外,用户可能对算法的效率感兴趣。比如,当要找较大的完数时,可能需要优化循环的范围。例如,在找因子时,只需要检查到sqrt(n)吗?不过因为完数的性质,实际上已知的完数都是偶,而且符合梅森素的形式,可能不需要遍历到n-1。不过对于小范围的,比如1000以内,直接遍历所有可能的因子也是可行的。 还需要考虑代码的正确性,比如在Python代码中,s=[]的位置是否正确?比如每个a循环开始时清空列表,是的,没错。然后收集所有i从1到a-1的因子,求和。这部分逻辑是正确的。C++的代码则是针对单个输入判断,返回是否是完数,可能用户如果需要打印一定范围内的完数,需要修改这个代码,比如循环输入n的值,或者直接遍历。 然后可能需要指出完数的已知例子,比如6、28、496、8128等,这些在10000以内的完数。所以在代码中,如果范围扩大到10000,可能能找到更多的完数。但要注意,完数其实很少,而且随着值增大,计算量也会增加,可能需要更高效的算法,比如利用欧几里得-欧拉定理,通过梅森素来生成完数。但这对一般编程来说可能比较复杂,用户可能只需要基础的方法。 此外,用户可能想知道如何优化算法,比如在寻找因子时,可以成对添加因子,减少循环次。比如当i是a的因子时,a/i也是因子,这样可以减少循环到sqrt(a)的次。不过要注意避免重复添加,比如当i等于a/i时,只添加一次。这可能对大的a值更有效,但如果是小范围的话,可能优化效果不明显。 然后,在给出代码示例时,需要确保语法正确。比如Python中的列表推导式是否正确,循环的范围是否正确。C++中的循环条件是否正确,比如i<n是否正确,是的,因为真因子不包括自身。 可能用户还会想知道完数的应用场景,虽然完数学上很有趣,但在实际应用中的例子可能较少,更多是用于算法练习或学教育。 最后,根据用户的要求,生成相关问题,可能包括完数的定义、优化方法、应用场景,或者如何扩展到其他语言实现等。</think>### 完数打印算法详解 完数)是指一个正整等于其真因子(除自身外的所有因子)之和。例如:$6=1+2+3$,$28=1+2+4+7+14$。以下是两种编程实现方法: --- #### **Python实现** ```python def print_perfect_numbers(max_range): for num in range(2, max_range + 1): divisors = [] for i in range(1, num): if num % i == 0: divisors.append(i) if sum(divisors) == num: print(num) print_perfect_numbers(10000) # 输出10000以内所有完数 ``` **代码说明**: 1. 遍历2到`max_range`的整 2. 对每个计算其真因子并存入列表 3. 通过`sum(divisors) == num`判断是否为完数 4. 时间复杂度为$O(n^2)$,适用于小范围搜索[^1] --- #### **C++实现** ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; void printPerfectNumbers(int maxRange) { for (int num = 2; num <= maxRange; num++) { vector<int> divisors; for (int i = 1; i < num; i++) { if (num % i == 0) { divisors.push_back(i); } } int sum = 0; for (int d : divisors) sum += d; if (sum == num) { cout << num << endl; } } } int main() { printPerfectNumbers(10000); return 0; } ``` --- ### 算法优化方向 1. **因子成对收集**:遍历到$\sqrt{n}$时,同时添加$i$和$n/i$(需处理平方情况) 2. **学性质利用**:所有偶完数均可表示为$2^{p-1}(2^p -1)$,其中$2^p -1$是梅森素[^1] 3. **预计算梅森素**:已知完数与梅森素一一对应,可先计算梅森素再生成完数 --- 相关问题
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