Phát minh ra những con số là một trong những thành tựu to lớn của nhân loại. Những con số xuất hiện ở tất cả các lĩnh vực, từ nghiên cứu khoa học đến kinh tế, tài chính…Bài viết này xin đưa ra cho người đoc một góc nhìn mới về những con số, góc nhìn giải trí…Dẫu thế, khi đọc, mong bạn đừng cố hiểu, nếu bạn không thực sự tò mò, bởi chúng…khá hại não.
Mục lục bài viết
1. Cặp số thân thiết
Cặp số thân thiện đầu tiên được tim ra, và cũng được chứng minh là cặp “số thân thiết” nhỏ nhất, là cặp số: 220 và 284. Hãy thử phân tích một chút: Số 220 ngoài bản thân nó ra, nó còn có 11 ước số là 1, 2, 4, 5, 10, 11, 20, 44, 55 và 110. Tổng của 11 ước số này vừa đúng bằng 284. Ngược lại, số 284 ngoài bản thân nó, nó còn 5 ước số khác là: 1, 2, 4, 71, 142, tổng của chúng cũng vừa đúng bằng 220.
Thế kỷ 17, nhà toán học Pháp Fermat tìm ra cặp “số thân thiết” thứ hai là: 17296 và 18416. Cũng thời điểm ấy, một nhà toán học Pháp khác tìm ra cặp số thứ ba là: 9363544 và 9437056. Điều khiến người ta kinh ngạc nhất là nhà toán học Thuỵ Sỹ nổi tiếng Euler vào năm 1750 đã công bố một lúc 60 cặp số thân thiết. Giới toán học được một phen kinh hoàng, họ cho rằng “Euler đã tìm ra hết cả rồi“. Nhưng không ngờ, một thế kỷ sau, một thanh niên nước Ý mới 16 tuổi tên là Bacconi đã công bố một cặp số thân thiết vào năm 1866, nó chỉ lớn hơn 220 và 284 một chút, đó là cặp số 1184 và 1210. Những nhà toán học lớn trước đó đã tìm ra chúng, để cho cặp số chẳng mấy lớn này dễ dàng qua mặt.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các nhà toán học bằng máy tính đã kiểm tra tất cả các số trong phạm vi 1.000.000, tổng cộng tìm được 42 cặp số thân thiết. Hiện nay, số lượng cặp số thân thiết được tìm thấy đã vượt quá con số 1000. Thế nhưng liệu có phải số thân thiết là nhiều vô hạn? Chúng phân bố có quy luật không? Những vấn đề này tới nay vẫn còn bỏ ngỏ.
Với thời đại công nghệ hiện nay, chỉ bằng một thuật toán C++ không quá phức tạp, bạn có thể tìm được rất rất nhiều các cặp số thân thiết.
2. Cặp số hứa hôn
Không chỉ dừng lại ở mức thân thiết, tiến thêm một bước nữa, các nhà khoa học bắt đầu định nghĩa “số hứa hôn”.
và
, trong đó
là tổng phần nổi của n: một điều kiện tương đương là đó
, trong đó
biểu thị chức năng tổng các ước.
Những cặp số hứa hôn đầu tiên đã được tìm ra: (48, 75), (140, 195), (1050, 1925), (1575, 1648), (2024, 2295), (5775, 6128).
Người ta chứng minh được rằng, cặp số hứa hôn luôn gồm 1 số chẳn và 1 số lẻ ( có lẽ là tượng trưng cho 1 nam và 1 nữ).
3. Emirp
Nếu bạn đang cố tra từ trên trong tiếng anh thì chắc sẽ không tìm thấy đâu. Bởi nó là từ viết ngược của từ “Prime” (Số nguyên tố ngược).
Cần nhắc lại, Số nguyên tố là một số nguyên dương, lớn hơn 1 và chỉ có hai ước số là 1 và chính nó.
Những emirps đầu tiên được tìm ra là: 13, 17, 31, 37, 71, 73, 79, 97, 107, 113, 149, 157…
Tính đến tháng 11 năm 2009, các emirp lớn nhất được biết đến là , được tìm thấy bởi Jens Kruse Andersen trong tháng 10 năm 2007.
4. Số hoàn hảo
Chẳng hạn, số hoàn hảo đầu tiên là 6, vì: , hoặc
.
Về mặt lịch sử, bốn số hoàn hảo đầu tiên: 6, 28, 496 và 8128 đã được biết đến từ lâu trong toán học Hy Lạp do nhà toán học Nicomachus tìm ra. Trong một bản thảo bằng văn bản giữa 1456 và 1461, một nhà toán học vô danh đã đưa ra số hoàn hảo thứ năm: 33.550.336. Năm 1588, nhà toán học người Ý Pietro Cataldi xác định 8589869056 và 137 438 691 328 là các số hoàn hảo thứ sáu và thứ bảy.
Euclid đã chứng minh rằng : là một số hoàn hảo khi
là số nguyên tố. Để
là số nguyên tố, thì n cũng phải là số nguyên tố. Ví dụ:
;
. Số nguyên tố có dạng
được gọi là số nguyên tố Mersenne, lấy theo tên của mười bảy tu sĩ Marin Mersenne, những người nghiên cứu lý thuyết số và số hoàn hảo. Cho đến thế kỷ 18 mà Leonhard Euler đã chứng minh: “mỗi nguyên tố Mersenne tạo ra một số hoàn hảo, và ngược lại, mỗi số hoàn hảo tương ứng với 1 số nguyên tố Mersenne”. Kết quả này thường được gọi là Định lý Euclid-Euler.
Tính đến tháng 2 năm 2013, 48 số nguyên tố Mersenne và do đó, 48 số hoàn hảo đã được biết đến. Số lớn nhất trong số này là với 34.850.340 chữ số.
5. Số mạnh mẽ
Nguồn gốc của cái tên này xuất phát từ sự tích gót chân Achilles. Là một vị anh hùng chiến tranh đầy sức mạnh, chỉ có một điểm yếu duy nhất là gót chân. Có lẽ từ đây, người ta mới đưa ra phân biệt ba thuật ngữ: số hoàn hảo, số Achilles, và số mạnh mẽ.
Chẳng hạn, số 25 là số mạnh mẽ, vì nó vừa chia hết cho số nguyên tố 5, và bình phương của 5 (tức 25). Như vậy, một số mạnh mẽ, cũng có thể trùng với một số hoàn hảo (số hoàn hảo được định nghĩ như trên).
Sau đây là một danh sách của tất cả các con số mạnh mẽ giữa 1 và 1000: 1, 4, 8, 9, 16, 25, 27, 32, 36, 49, 64, 72, 81, 100, 108, 121, 125, 128, 144, 169, 196, 200, 216, 225, 243, 256, 288, 289, 324, 343, 361, 392, 400, 432, 441, 484, 500, 512, 529, 576, 625, 648, 675, 676, 729, 784, 800, 841, 864, 900, 961, 968, 972, 1000.
6. Số kì quặc
Để hiểu số kì quặc là gì, ta cần đi qua hai định nghĩa: Số phong phú và số bán hoàn hảo.
Ví dụ, số 12 có tổng các ước số (không kể 12) là . Do đó 12 là một số phong phú.
Như vậy, tập số bán hoàn hảo rộng hơn tập số hoàn hảo. Một số số bán hoàn hảo: 6 , 12 , 18 , 20 , 24 , 28 , 30 , 36 , 40, …Như vậy, giữa hai tập hợp số bán hoàn hảo và số phong phú có các phần tử chung.
Và cuối cùng, số kì quặc là gì?
Vài số đầu tiên trong tập hợp số kì quặc là: 70, 836, 4030, và 5830.
7. Số hạnh phúc
Một số hạnh phúc (Happy numbers) được xác định bởi quá trình sau đây:
Bắt đầu với bất kỳ số nguyên dương, thay thế số bằng tổng các bình phương các chữ số của nó, và lặp lại quá trình cho đến khi số bằng 1 (nơi mà nó sẽ ở lại), hoặc nó lặp vô tận trong một chu kỳ mà không bao gồm 1.
Những con số mà quá trình này kết thúc trong 1 là những con số hạnh phúc, trong khi những người không kết thúc trong 1 là những con số không hài lòng (hoặc số buồn – Unhappy number hoặc Sad number).
Hãy cùng thử với số 44:
- Thứ nhất, (
)
- Tiếp theo: (
)
- Và một lần nữa: (
)
- Cuối cùng: (
)
Đó là một số hạnh phúc.
Điều thú vị là số hạnh phúc là rất phổ biến, có 143 số từ 0 đến 1000. Và số hạnh phúc lớn nhất với không có chữ số lặp lại là 986 543 210. Đó là một con số hạnh phúc thực sự.
8. Số bất khả xâm phạm
Chẳng hạn, 4 không phải là số bất khả xâm phạm, vì (4= 3+1). Trong đó 3 và 1 là tất cả các ước của 9. Còn 5 là số bất khả xâm phạm vì cách duy nhất viết (5 = 4+1). Nếu bạn lý luận đây là tổng ước của 4 thì bạn nhầm. Vì tổng các ước của 4 phải là : (1+2=3).
Các số bất khả xâm phạm đầu tiên: 2, 5, 52, 88, 96, 120, 124, 146, 162, 188, 206, 210, 216, 238, 246, 248, 262, 268, 276, 288, 290…
9. Số tự mãn
- 371 =
- 407 =
.
Các con số, khi được đặt tên bởi các nhà khoa học, chính bản thân họ cũng nhận ra sự phù phiếm của chúng. Nhà toán học anh, GH Hardy thậm chí đã công bố trong cuốn sách “Lời xin lỗi của toán học“: “Đây là những khái niệm kỳ lạ, rất thích hợp cho các cột câu đố và có khả năng để giải trí, nhưng không có gì hấp dẫn đối với các nhà toán học.” Dẫu sao, cũng xin đưa đến người đọc một góc nhìn mới về toán học.
Nguyễn Khắc Thái – theo tri thức trẻ.