・互いに素な約数での和                     GAI 氏

 86128 の約数の組(a,b)で、a、b が互いに素であるようなあらゆる正の整数 a、b に対し、
a/b の形で書けるような実数の総和は?

(例) 12 の約数は、 1、2、3、4、6、12 なので、互いに素であるような約数の組(a,b)は、

   (1,1)、(2,1)、(3,1)、(4,1)、(6,1)、(12,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4)、(1,6)、(1,12)、
   (3,2)、(2,3)、(4,3)、(3,4)

より、a/b の形で書けるような実数の総和は、

  1+2+3+4+6+12+1/2+1/3+1/4+1/6+1/12+3/2+2/3+4/3+3/4=403/12

となる。


 スモークマンさんからのコメントです。(平成29年12月14日付け)

 12=22・3 より、 (1+2+2^2+1/2+1/2^2)(1+3+1/3)=403/12

 同様にして、 86128=24・7・769 より、

 (1+2+2^2+2^3+2^4+1/2+1/2^2+1/2^3+1/2^4)(1+7+1/7)(1+769+1/769)
=2463857091/12304

でしょうか(^^)/。


 GAI さんからのコメントです。(平成29年12月15日付け)

 いろいろな数に対して、結果が面白いのを選んだらこれに当たりました。
(分子に0〜9が一度だけ使われ、分母が元の数にならないタイプで選ぶ。)

 逆に、分子が使われる数字が少ないものとしては、N=202671 が候補でした。


 DD++さんからのコメントです。(平成29年12月15日付け)

 「39」について、この計算をすると、

  1 + 3 + 1/3 + 13 + 1/13 + 39 + 1/39 + 3/13 + 13/3 = 61

と整数になります。

 N について、この計算をすると結果が整数になるが、N の自身を除くどの約数についても
計算結果が整数にならない、という性質を持つ自然数 N は、小さい順に、

  39, 793, 13167, 8329831, 53695813, 55871145, ……

 さあ、この次はいくつ?
(そもそも暗算+電卓戦術で小さい方から6つを漏れなく拾えているでしょうか?)


 らすかるさんからのコメントです。(平成29年12月15日付け)

 1は条件を満たしますので、1も除かないとまずいですね。


 DD++さんからのコメントです。(平成29年12月16日付け)

 あ、そうですね。「2以上の自然数N」に訂正します


 らすかるさんからのコメントです。(平成29年12月16日付け)

 私の言いたかったことは、ちょっと違っていまして…、N≧2としてもしなくても別に構わない
のですが、「N の自身を除くどの約数についても計算結果が整数にならない」は「1とNを除く
どの約数についても計算結果が整数にならない」としないとまずいと思いました。


 DD++さんからのコメントです。(平成29年12月16日付け)

 あ、確かにそこも訂正が必要ですね。ご指摘ありがとうございます。

 問題はこんな感じで、ということで。

 N について、この計算をすると結果が整数になるが、N の自身と 1 を除くどの約数につい
ても計算結果が整数にならない、という性質を持つ 2 以上の自然数 N は、小さい順に

  39, 793, 13167, 8329831, 53695813, 55871145, ……

さあこの次はいくつ?


 らすかるさんからのコメントです。(平成29年12月16日付け)

 「238887」が抜けてますね。そして、「55871145」の次は、「340240271」らしいです。

 問題を言い換えると、

 「N≧2で、N^2の約数の和がNで割り切れるもので、その条件を満たすNより小さい数では
割り切れないもの」となり、「N^2の約数の和がNで割り切れる」を満たす数列を探して、
A232354」にありましたので、この中から「自分自身より小さい1以外の要素で割り切れない
もの」をプログラムで抽出しました。

 「340240271」の後は、

 589255821, 2045331981, 6838433189, 21617952741, 11425488980261, …

と続きます。

# 問題の出し方から考えて、きっと55871145の次は何桁も大きい数だろうと思い、早々に検
 索を諦めて(それでも1.5億までは調べました)OEISに頼ったのですが、答えが前の数の約
 6倍とそんなに離れていなかったのが予想外でした。何桁も大きくなるのは21617952741の
次でした(3桁増)。


 DD++さんからのコメントです。(平成29年12月16日付け)

 あ、本当に 238887 が抜けてますね。このパターンは見落としていました。

 単純に、手作業で8桁までは探したのですが、9桁や10桁のが私には探しきれなかっただ
けなのでした。大きな素因数を少数もつものよりも、小さな素因数を多数もつものの方が多
い傾向にあるんでしょうか。かなり意外でした。



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