任意の自然数について、約数を、A、B、C… とします。さらに、それぞれの約数の個数を
考え、d(A)、d(B)、d(C)… とします。
このとき、 (Σd(A))^2=Σd(A)^3 が成り立つ。
例 N=12 のとき、自分以外の約数は、1、2、3、4、6、12 で、
それぞれの約数の個数を調べると、
d(1)=1、d(2)=2、d(3)=2、d(4)=3、d(6)=4、d(12)=6
よって、 (1+2+2+3+4+6)^2=18^2=324
一方、 1^3+2^3+2^3+3^3+4^3+6^3=1+8+8+27+64+216=324
より、 (1+2+2+3+4+6)^2=1^3+2^3+2^3+3^3+4^3+6^3 が成り立つ。
(Σd(A))^2=Σd(A)^3 は任意に成り立つので驚きです。証明は難しいでしょうか?
Dengan kesaktian Indukmu さんからのコメントです。(令和5年2月8日付け)
N=12 でなく、Nが素数だとどうなりますか?
例えば、 N=2 のときは、 1^3+2^3=(1+2)^2 ということですか……なるほど。
H.Nakao さんからのコメントです。(令和5年2月8日付け)
ks さんの定義によると、N=30 の約数にはN自身も含まれているので、
30の約数は、1、2、3、5、6、10、15、30 の8個であり、
d(1)=1、d(2)=2、d(3)=2、d(5)=2、d(6)=4、d(10)=4、d(15)=4、
d(30)=8
となり、(1+2+2+2+4+4+4+8)^2=729 で、一方、
1^3+2^3+2^3+2^3+4^3+4^3+4^3+8^3=729
となり、N=30 のときも等式は成立する。
1≦N≦10^6 の範囲で、等式が成立することを確認しました。
おそらく証明できるのでは?
(コメント) 証明に挑戦しました。
N=pa (pは素因数) の約数は、 1、p、p2、・・・、pa なので、
d(1)=1、d(p)=2、d(p2)=3、・・・、d(pa)=a+1
よって、 Σd(A)^3=1^3+2^3+3^3+・・・+(a+1)^3
ここで、数列の和の公式から、(3乗の和)=(自然数の和)^2 なので、
Σd(A)^3=(1+2+3+・・・+(a+1))^2=(Σd(A))^2
が成り立つ。
N=paqb (p、qは素因数) の約数は、次の表から得られる。
|
よって、 Σd(A)^3
=(1^3+2^3+3^3+・・・+(a+1)^3)+2^3(1^3+2^3+3^3+・・・+(a+1)^3)+
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
+(b+1)^3(1^3+2^3+3^3+・・・+(a+1)^3)
=(1^3+2^3+3^3+・・・+(a+1)^3)(1^3+2^3+3^3+・・・+(b+1)^3)
=(1+2+3+・・・+(a+1))^2(1+2+3+・・・+(b+1))^2
={(1+2+3+・・・+(a+1))(1+2+3+・・・+(b+1))}^2=(Σd(A))^2
が成り立つ。以下同様にして、
N=paqb・・・rc (p、q、rは素因数) に対して、Σd(A)^3=(Σd(A))^2 が成り立つ。
以下、工事中!