Een probleem uit getallenleer

Een natuurlijk getal bestaat uit 9 verschillende cijfers 1 tot en met 9. Schrijft men het opnieuw met telkens de eerste k cijfers, dan is het getal een veelvoud van k. Om welk getal gaat het?

 

  • Het getal gevormd door de eerste 2 cijfers is dus deelbaar door 2, gevormd door de eerste 3 cijfers door 3,…Het getal zelf is dus deelbaar door 9.
  • Dat laatste is altijd voldaan omdat de som der cijfers gelijk is aan 45 en dat is deelbaar door 9. Bijgevolg is het getal zelf ook deelbaar door 9. 
  • We moeten dus enkel controleren voor de eerste 2 tot de eerste 8 cijfers.
  • Het volgende programma in Python geeft de oplossing:

Python: de zeef van Eratosthenes

De zeef van Eratosthenes  (Bibliothecaris van de bibliotheek van Alexandrië rond 240 v.C.) is een algoritme om priemgetallen te bepalen kleiner dan een gegeven getal n:

  • Maak een geordende lijst van alle getallen van 2 tot n.
  • Neem het kleinste getal in deze lijst en schrap alle veelvouden van dit getal ( het getal zelf niet!).
  • Neem het volgende getal in de lijst en doe hiervoor hetzelfde.

Een programma in Python geeft bijvoorbeeld alle priemgetallen kleiner dan 50

:

Uitleg: 

  • Neem een lijst van lengte n en zet op elke plaats de boolse waarde True.
  • Begin met p=2 en zet alle veelvouden van 2 in de lijst op False. Begin met het eerste veelvoud van 2 na 2 zelf: dat is 2*2.
  • Neem dan p=3 en zet alle veelvouden van 3 op False, beginnend met 3*3 
    (want alle vroegere veelvouden zijn sowieso al op False gezet.
  • Doe zo verder zolang p*p kleiner is dan de gegeven waarde n.

Priemtweelingen

Een paar opeenvolgende priemgetallen waarvan de afstand 2 is, noemen we een priemtweelingen. Buiten de eerste priemtweelingen 3-5 vinden we bijvoorbeeld ook 5-7, 11-13, 17-19,… Ze ontstaan allemaal (behalve 3-5), door vertrekkend van 5-7, een translatie uit te voeren over 6 eenheden. Dit is logisch want een priemgetal is altijd van de vorm 6k+1 of 6k-1. 

Een Python programma om alle priemtweelingen kleiner dan 1000 te bepalen:
De output:

Een paar ‘leuke ‘ eigenschappen, die zeer eenvoudig te bewijzen zijn:

  • Een priemtweelingen heeft een symmetriemidden dat steeds een 6-voud is.
  • De som van twee elementen van een priemtweelingen is steeds een 12-voud.
  • De afstand voor de overeenkomstige elementen van twee priemtweelingen is steeds een 6-voud.
  • De afstand van het grootste getal van de kleinste priemtweeling tot het kleinste getal van de grootste priemtweelingen is een 6-voud min 1.
  • Er bestaat geen grootste priemtweeling.