Categorie archieven: Getaltheorie

Rationale getallen

Geplaatst op door

Is het juist dat, indien x^7 en x^{12} rationaal zijn, x eveneens rationaal is?

We weten dat de vermenigvuldiging en de delig door een getal, verschillend van 0, inwendige bewerkingen zijn in \mathbb{Q}.  Dus als x^{12} en x^7 rationaal zijn, dan is hun quotiënt x^5 dat ook . Maar dan is het quotiënt van x^7 en x^5, en dat is x^2, ook een rationaal getal. Als x^2 rationaal is, dan ook (x^2)^3=x^6. Tenslotte volgt uit het feit dat x^6 en x^5 allebei rationaal zijn dat hun quotiënt x dat ook is.Het antwoord op de gestelde vraag is dus bevestigend.

We kunnen dit ook anders oplossen: We zoeken eigenlijk twee getallen a en b zodat (x^{12})^a:(x^7)^b=x, waarbij a en b gehele getallen zijn. Maar dan moet

    \[12a-7b=1\]

Dit is een Diophantische vergelijking en omdat de grootste gemene deler van 12 en 7 gelijk is aan 1, heeft deze vergelijking oneindig veel oplossingen. De meest eenvoudige is a=3 en b=5. Dit geeft ons in één keer ook de mogelijkheid het probleem te veralgemenen. Als we in de opgave werken met bijvoorbeeld x^9 en x^{12}, dan klopt het niet meer: de Diophantische vergelijking 12a-9b=1 heeft immers geen oplossingen omdat de grootste gemene deler van a en b gelijk is aan 3.

Priemfaculteit

Geplaatst op door

Veronderstel dat p een priemgetal is. Definieer dan priemfaculteit p, genoteerd als p#, als het product van alle priemgetallen kleiner dan of gelijk aan p. Een paar voorbeelden.

    \[\begin{array}{c|r} p&p\#\\ \hline 2&2\\3&6\\5&30\\7&210\\11&2310 \end{array}\]

Men kan deze definitie uitbreiden voor niet priemgetallen. Zo is n# het product van alle priemgetallen kleiner dan n, als n niet priem is. Bijgevolg is, bijvoorbeeld, 7#=8#=9#=10#= 210.

Onderstaande grafiek geeft de waarde van n! en n# grafisch weer:

 

 

 

 

 

 

Verder is ook volgende eigenschap belangrijk: als n steeds maar toeneemt, zal (p\#)^{\frac{1}{n}} convergeren naar het getal van Euler: e

 

Is dat een kwadraat?

Geplaatst op door

Hoe kan je bij grote getallen zien of een getal al dan niet een kwadraat is?  We geven twee gemakkelijke methoden om te kunnen constateren, dat een getal geen kwadraat is.

  • We kijken naar het laatste getal: alleen als dat een O, 1, 4, 5, 6 of 9 is kan het getal een kwadraat zijn. dus kunnen we gemakkelijk concluderen dat 475623872 geen kwadraat is. 
  • Berekenen we bij de eerste kwadraten eens de som der cijfers modulo 9. We noemen dit de testwaarde van het getal.
    Dan zie je dat de cijfers 1,0,4,7  steeds terugkeren. Omdat (9x+y)^2=81x^2+18xy+y^2 weten we dat de getallen 9x+y dezelfde testwaarde hebben dat y^2. Dus moeten we enkel rekening houden met de eerste rij op de tabel hierboven. Als de testwaarde niet 0,1,4 of 7 is dan kan het getal nooit een kwadraat zijn. Het getal 89254869 zou volgens de eerste methode een kwadraat kunnen zijn, maar de testwaarde is 6 en dus weten we volgens de tweede methode dat het zeker geen kwadraat is.
  • Beide methoden laten ons in de steek bij de getallen 147456 en 174456. De twee methoden zijn dus niet sluitend, maar je kan in ieder geval al veel getallen, op een snelle manier, uitsluiten.

 

 

Circulair priemgetal

Geplaatst op door

Een  circulair priemgetal is een priemgetal dat een priemgetal blijft bij elke cyclische rotatie van de cijfers . Zo is 13 een circulair priemgetal, want het is priem en ook 31 is een priemgetal. 

Het is duidelijk dat een circulair priemgetal nooit het cijfer 0,2,4,5 of 8 kan bevatten, want door een cyclische permutatie komt dat cijfer ooit achteraan en dan is het getal deelbaar door 2 of 5 en dus niet priem.

De eerste circulaire priemen zijn 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 31, 37, 71, 73, 79, 97, 113, 131, 197,…

Er is een stelling die zegt dat elk priemgetal dat enkel bestaat uit enen, altijd een circulair priemgetal is. Eveneens beweert men dat er oneindig veel priemgetallen bestaan met enkel enen. Dus zijn er ook oneindig veel circulaire priemgetallen. Waarschijnlijk zijn er, vanaf 1000000, geen andere dan die met enkel enen.

Faculteitsconform getal

Geplaatst op door

Een faculteitsconform getal  is een natuurlijk getal dat de som is van de faculteiten van zijn cijfers. Alhoewel 1=1! en 2=2!, noemen we 1 en 2 geen facultietsconforme getallen, omdat er niet sprake is van een som.

Wel een goed voorbeeld is

    \[145=1!+4!+5!\]

We kunnen de gebruikelijke onderzoeksvragen stellen: hoeveel van dergelijke getallen bestaan er? Eindig veel of oneindig? kan je ze genereren met een formule?

Wat we zeker kunnen vaststellen is dat ze maximaal uit 7 cijfers bestaan, want stel n een faculteitsconform getal met n cijfers, dan is

    \[10^{n-1}\leq N\leq n.9!\]

vanaf n=8 klopt die formule niet meer, omdat 10 000 000 \geq 8.9!=2 903 040.

Er blijkt nog slechts 1 ander  faculteitsconform getal te bestaan, namelijk 40585. Dit getal werd in 1964 via computerberekeningen gevonden door Leigh Janes en Ron S. Dougherty.

In de Nederlandse wiskundeliteratuur wordt een faculteitconform getal ook wel geldermangetal genoemd, naar de Nederlandse wiskundige en informaticus Henk-Jan Gelderman.