![]() |
Problema 153
Investighează numere Gaussian
După cum știm cu toții, ecuația x2=-1 nu are soluții reale.
Totuși, dacă introducem numărul imaginar i, această ecuație are două soluții: x=i și x=-i.
Dacă dezvoltăm această idee, ecuația (x-3)2=-4 are două soluții complexe: x=3+2i și x=3-2i.
x=3+2i e conjugata complexă a lui x=3-2i și vice versa.
Numerele de forma a+bi se numesc numere complexe.
În general, a+bi e conjugata complexă a lui a−bi și vice versa.
Un număr întreg de tip Gaussian e un număr complex a+bi unde a și b sunt numere întregi.
Numerele întregi obișnuite sunt de asemenea numere întregi de tip Gaussian (unde b=0).
Pentru a le deosebi de numerele întregi de tip Gaussian cu b ≠ 0, astfel de numere se numesc "numere întregi raționale."
Un număr întreg de tip Gaussian e un divizor al unui număr întreg rațional n dacă rezultatul e de asemenea un număr întreg de tip Gaussian.
De exemplu, dacă împărțim 5 la 1+2i putem simplifica în următorul fel:
Înmulțim numărătorul și numitorul cu conjugata complexă a lui of 1+2i: 1−2i.
Rezultatul e .
Deci 1+2i e un divizor al lui 5.
Ține cont că 1+i nu e un divizor al lui 5 pentru că .
De asemenea, ține minte că, dacă numărul întreg de tip Gaussian (a+bi) e un divizor al numărului întreg rațional n, atunci și conjugata lui complexă (a−bi) e un divizor al lui n.
De fapt, 5 are 6 divizori a căror parte reală e pozitivă: {1, 1 + 2i, 1 − 2i, 2 + i, 2 − i, 5}.
Următorul tabel conține toți divizorii primelor 5 numere întregi raționale mai mari decât 0:
n | Divizori întregi de tip Gaussian a căror parte reală e pozitivă | Suma s(n) a acestor divizori |
1 | 1 | 1 |
2 | 1, 1+i, 1-i, 2 | 5 |
3 | 1, 3 | 4 |
4 | 1, 1+i, 1-i, 2, 2+2i, 2-2i,4 | 13 |
5 | 1, 1+2i, 1-2i, 2+i, 2-i, 5 | 12 |
Atunci, pentru divizori care au partea reală pozitivă, avem: .
Pentru 1 ≤ n ≤ 105, ∑ s(n)=17924657155.
Cât e ∑ s(n) pentru 1 ≤ n ≤ 108?