數學未解決問題
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完全數,又稱完美數或完備數,是一些特殊的自然數:它所有的真因數(即除了自身以外的因數)的 ... 步驟中最大的數是40,共有13個步驟); 如 n =27,根據上述公式,得 ...
數學未解決問題
數學有兩大面向,一是計算,二是證明。
計算是使用正確的方法計算出結果,證明是將一般的情況給予確定(不論對錯)的解釋。
有時候證明也是要靠計算,譬如找到例子或反例就需要計算。
愈艱深的數學,愈需要證明給予確定。
數學中有很多未解決的問題等待數學解決,尤其是很多數論問題,數百年來都沒人知道正確的答案。
以下未解決的問題,主要是數論問題,敘述國中生就懂,但都是非常艱深的數學問題。
孿生質數
孿生質數是指一對質數,它們之間相差2。
例如3和5,5和7,11和13,10016957和10016959等等都是孿生質數。
孿生質數猜想是指存在無限多對的孿生質數。
完全數
完全數,又稱完美數或完備數,是一些特殊的自然數:它所有的真因數(即除了自身以外的因數)的和,恰好等於它本身。
例如:第一個完全數是6,它有因數1、2、3、6,除去它本身6外,其餘3個數相加,1+2+3=6。
第二個完全數是28,它有因數1、2、4、7、14、28,除去它本身28外,其餘5個數相加,1+2+4+7+14=28。
後面的數是496、8128。
偶完全數-若且唯若它具有如下形式:2p−1(2p−1),其中p和2p−1都是質數(Mersenne質數)此事實的充分性由Euclid證明,而必要性則由Euler所證明。
p=2:22-1×(22−1)=2×3=6
p=3:23-1×(23−1)=4×7=28
p=5:25-1×(25−1)=16×31=496
p=7:27-1×(27−1)=64×127=8182
因為一個Mersenne質數對應一個偶完全數。
目前我們並不知道是否有無限多個Mersenne質數,換句話說,我們也不知道是否有無限多個偶完全數。
至於奇完全數是否存在也不知道,大多猜測奇完全數並不存在。
Goldbach猜想
是指任一大於2的偶數,都可表示成兩個質數之和。
例如,4=2+2,6=3+3,8=3+5,10=3+7=5+5。
Collatz猜想
又稱為3n+1猜想、冰雹猜想、角谷猜想、Hasse猜想、Ulam猜想或Syracuse猜想。
是指對於每一個正整數,如果它是奇數,則對它乘3再加1,如果它是偶數,則對它除以2,如此循環,最終都能夠得到1。
如n=6,根據上述公式,得出:6→3→10→5→16→8→4→2→1。
(步驟中最高的數是16,共有7個步驟)
如n=11,根據上述公式,得出:11→34→17→52→26→13→40→20→10→5→16→8→4→2→1。
(步驟中最大的數是40,共有13個步驟)
如n=27,根據上述公式,得出:27→82→41→124→62→31→94→47→142→71→214→107→322→161→484→242→121→364→182→91→274→137→412→206→103→310→155→466→233→700→350→175→526→263→790→395→1186→593→1780→890→445→1336→668→334→167→502→251→754→377→1132→566→283→850→425→1276→638→319→958→479→1438→719→2158→1079→3238→1619→4858→2429→7288→3644→1822→911→2734→1367→4102→2051→6154→3077→9232→4616→2308→1154→577→1732→866→433→1300→650→325→976→488→244→122→61→184→92→46→23→70→35→106→53→160→80→40→20→10→5→16→8→4→2→1。
(步驟中最大的數是9232,共有111個步驟)
Gilbreath猜想
將所有質數從小到大排成一無窮數列,然後計算出相鄰項的差(正),得出一個新無窮數列,又再計算新無窮數列相鄰項的差(正),重複這個動作無限次。
Gilbreath猜想是指除了原本質數數列之外,其他數列的首項都是1:
2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,…
1,2,2,4,2,4,2,4,6,2,…
1,0,2,2,2,2,2,2,4,…
1,2,0,0,0,0,0,2,…
1,2,0,0,0,0,2,…
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