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Questo studio riguarda alcune funzioni matematiche sui numeri interi. Si tratta di funzioni molto semplici ma che hanno importanti applicazioni pratiche. L'idea di fondo è quella di raccogliere una serie di dati e informazioni sul tema, affrontandolo con un approccio un po' diverso dal solito. Il testo è corredato da una tabella relativa ai primi 200 numeri interi, che riporta per ciascun numero il valore relativo alle diverse funzioni esaminate.

Scarica tutto l'articolo di Stefano Borgoni, Funzioni sui numeri interi, curiosità e applicazioni.

Un estratto dell'articolo.

NUMERI PERFETTI In primo luogo, s (n) richiama i cosiddetti “numeri perfetti”, definiti - per l'appunto - come numeri equivalenti alla somma dei propri divisori. In altre parole, un numero n è perfetto se vale la relazione n = s (n). I numeri perfetti furono studiati sin dall'antichità: un teorema enunciato da Pitagora e dimostrato poi da Euclide afferma che se 2n - 1 è un numero primo, allora m = 2n-1 (2n - 1) è un numero perfetto. Successivamente, Eulero dimostrò che tutti i numeri perfetti pari devono avere tale forma. Ma i numeri esprimibili come 2n - 1 con n primo sono i ben noti “numeri primi di Mersenne” , per cui si può dire che ciascuno di essi dà sicuramente origine a un numero perfetto. Al momento, si conoscono solo 47 numeri primi di Mersenne e, di conseguenza, 47 numeri perfetti; il più grande tra questi è formato da quasi 26 milioni di cifre! Aggiungiamo l'elenco dei primi cinque numeri perfetti: 6, 28, 496, 8.128 e 35.550.336. Tra le altre proprietà dei numeri perfetti, si può ricordare che essi sono anche triangolari, visto che si possono scrivere nella forma k (k+1) / 2, che è appunto la formula per trovare il k-esimo numero triangolare. Inoltre, è facile dimostrare che tutti i numeri perfetti del tipo sopra indicato terminano per 6 o per 8. articoli66.jpg

NUMERI AMICHEVOLI Sempre a partire dalla funzione s (n) si ottengono i cosiddetti “numeri amichevoli” , ossia coppie di numeri tali che la somma dei divisori dell'uno è uguale all'altro e viceversa. Sinteticamente, a e b sono numeri amichevoli se a = s (b) e b = s (a).

NUMERI SOCIEVOLI Un'estensione immediata dei numeri amichevoli è data dai “numeri socievoli” (in inglese “sociables”), gruppi di numeri che formano una catena di relazioni tale per cui il primo è pari alla somma dei divisori del secondo, il secondo è pari alla somma dei divisori del terzo e così via fino all'ultimo, che chiude il cerchio.

NUMERI FIDANZATI Infine, applicando la stessa regola dei numeri amichevoli ma non considerando l'1 nella somma dei divisori, si ottengono i “numeri fidanzati”.

Numeri difettivi Si tratta dei numeri maggiori della somma dei propri divisori. In altre parole, un numero n è difettivo se n > s (n). E' facile verificare che tutti i numeri primi e le loro potenze sono numeri difettivi. Inoltre, tutti i divisori propri dei numeri difettivi e dei numeri perfetti sono a loro volta difettivi. Esempi di numeri difettivi sono 9, 17, 26, 76, 133.

Numeri abbondanti Al contrario di quanto appena visto, i numeri abbondanti sono quelli inferiori alla somma dei propri divisori, cioè i numeri per cui vale la relazione n

Numeri altamente composti I numeri altamente composti sono numeri che hanno più divisori di qualsiasi intero positivo minore. Riprendendo quanto detto nel paragrafo 1.1 a proposito della fattorizzazione, se n = p1a p2b … pnz, allora la somma dei divisori di n sarà (a+1) (b+1) … (z+1).