Ivan Shishkin, Rye (1878)

Problems/ArithmeticExerciseUnreviewed

Nombre parfait sans facteur carré

by 2doupi·
25
Difficulty scaleÉchelle de difficulté

This score reflects both the level of the required concepts and the difficulty of the solution.Ce score tient compte à la fois du niveau des notions nécessaires et de la difficulté de la résolution.

  1. 110First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 1125Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 2650Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 5170Advanced / graduateAvancé / master
  5. 7190Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91100Research levelNiveau recherche
These levels are approximate guides.Ces niveaux sont des repères approximatifs.
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Français

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Montrer que le seul nombre parfait sans facteur carré est 6.

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Solution by 2doupi

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Soit n un entier sans facteur carré. Il s’écrit i=1kpi\prod_{i=1}^k p_i où les pip_{i} sont des nombres premiers distincts.
On note σ(n)\sigma(n) la somme des diviseurs positifs de n.
On sait que σ(pi)=pi+1\sigma(p_i) = p_{i }+1.
Or σ\sigma est une fonction multiplicative c’est-à-dire
si a et b sont deux entiers premiers entre eux, alors σ(ab)=σ(a)σ(b)\sigma(ab)=\sigma(a)\sigma(b).
Donc σ(n)=i=1kσ(pi)=i=1k(pi+1)\sigma(n)=\prod_{i=1}^k \sigma(p_i)=\prod_{i=1}^k (p_i +1).
On suppose maintenant que n est parfait σ(n)=2n=2i=1kpi\sigma(n)=2n=2\prod_{i=1}^k p_i .
Donc σ(n)n=i=1kpi+1pi=2\frac{\sigma(n)}{n} =\prod_{i=1}^k \frac{p_{i}+1}{p_{i}}=2.
Soit pip_{i} un facteur premier, pour pouvoir obtenir un produit entier, il faut qu’il existe pj+1=pip_{j}+1=p_{i}.
Or les seul nombres premiers consécutifs sont 2 et 3. Donc n=2×3=6n=2\times 3=6.

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