Кіріспе
Саналар теориясында, толық сан — өзінен басқа оң бөлгіштерінің қосындысына тең болатын оң бүтін сан. Мысалы, 6 санының 1, 2 және 3 жеке бөлгіштері бар, және 1 + 2 + 3 = 6, демек 6 — толық сан. Келесі толық сан — 28, себебі 1 + 2 + 4 + 7 + 14 = 28. Санның жеке бөлгіштерінің қосындысы оның аликвот қосындысы деп аталады, сондықтан толық сан — өзінің аликвот қосындысына тең сан. Басқаша айтқанда, толық сан — оның барлық оң бөлгіштерінің қосындысының жартысы; символдармен белгіленгенде, σ(n) — бөлгіштердің қосындысы функциясы. Бұл анықтама ежелгі заманнан келеді, Евклидтің "Элементтер" еңбегінде (VII.22) кездеседі, онда ол τέλειος ἀριθμός (толық, идеалды немесе әдемі сан) деп аталады. Евклид сондай-ақ қалыптасу ережесін (IX.36) дәлелдеді, яғни n саны 2^p-1 түріндегі Мерсенн саны болғанда, онда 2^(p-1) * (2^p - 1) жұп толық сан болады. Екі мың жыл өткен соң Леонард Эйлер барлық жұп толық сандар осы түрде болатынын дәлелдеді. Бұл Евклид-Эйлер теоремасы деп аталады. Тақ толық сандар бар ма, әлде шексіз көп толық сандар бар ма, әлі белгісіз. Бірінші бірнеше толық сандар: 6, 28, 496 және 8128.
In number theory, a perfect number is a positive integer that is equal to the sum of its positive proper divisors, that is, divisors excluding the number itself. For instance, 6 has proper divisors 1, 2 and 3, and 1 + 2 + 3 = 6, so 6 is a perfect number. The next perfect number is 28, since 1 + 2 + 4 + 7 + 14 = 28. The sum of proper divisors of a number is called its aliquot sum, so a perfect number is one that is equal to its aliquot sum. Equivalently, a perfect number is a number that is half the sum of all of its positive divisors; in symbols, where is the sum of divisors function. This definition is ancient, appearing as early as Euclid's Elements (VII.22) where it is called τέλειος ἀριθμός (perfect, ideal, or complete number). Euclid also proved a formation rule (IX.36) whereby is an even perfect number whenever is a prime of the form for positive integer —what is now called a Mersenne prime. Two millennia later, Leonhard Euler proved that all even perfect numbers are of this form. This is known as the Euclid–Euler theorem. It is not known whether there are any odd perfect numbers, nor whether infinitely many perfect numbers exist. The first few perfect numbers are 6, 28, 496 and 8128.
Тарих
Б.з.д. 300 жылға жуық Евклид егер 2p − 1 жай сан болса, онда 2p−1(2p − 1) кемел сан болатынын көрсетті. Алғашқы төрт кемел сан ерте грек математикасына белгілі жалғыз сандар болды, ал математик Никомах шамамен 100 жылы 8128 санын атап өтті. Қазіргі тілмен айтқанда, Никомах дәлелсіз әр кемел санның төркіні бар екенін айтады, мұнда жай сан. Ол n өзі де жай сан болуы керектігін білмейтін секілді. Ол сондай-ақ (бұрыс) кемел сандар 6 немесе 8 цифрларымен кезекпен аяқталады деп айтады. (Бірінші 5 кемел сан 6, 8, 6, 8, 6 цифрларымен аяқталады, ал алтыншысы да 6 санымен аяқталады.) Александриялық Филон бірінші ғасырдағы «Жаратылыс туралы» кітабында кемел сандарды айтады, әлем 6 күнде жаратылған, ал ай 28 күнде айналады, себебі 6 және 28 кемел сандар. Филоннан кейін Ориген және Дидим Соқыр, ол 10,000-нан кіші тек төрт кемел сан бар екенін қосты. (Жаратылыс 1-ге түсіндірме, 14–19). Августин 5-ші ғасырдың басында «Құдай қаласы» (XI кітап, 30-тарау) кітабында кемел сандарды анықтайды, Құдай әлемді 6 күнде жаратты деген пікірді қайталайды, себебі 6 – ең кішкентай кемел сан. Мысырлық математик Исмаил ибн Фаллус (1194–1252) келесі үш кемел санды (33,550,336; 8,589,869,056; және 137,438,691,328) атап өтті және қазір дұрыс емес деп танылған тағы бірнешеуін тізімдеді. Бесінші кемел сан туралы еуропалықтардың алғашқы жазбасы 1456 және 1461 жылдар аралығында белгісіз математик жазған қолжазбада кездеседі. 1588 жылы итальяндық математик Пьетро Катальди алтыншы (8,589,869,056) және жетінші (137,438,691,328) кемел сандарды анықтады, сондай-ақ Евклидтің ережесінен алынған әрбір кемел сан 6 немесе 8 цифрымен аяқталады екенін дәлелдеді.
Қарым-қатынас ұғымдары
Тура бөлгіштердің қосындысы сандардың әртүрлі түрлерін тудырады. Егер қосынды санның өзінен кем болса, онда ол жетіспеуші сан деп аталады, ал егер көп болса, онда ол мол сан деп аталады. Бұл терминдер, өзінің мәнімен бірге, грек сандар тануынан шыққан. Бір-бірінің тура бөлгіштерінің қосындысы бір-біріне тең болатын сандар жұбы достық сандар деп аталады, ал сандардың үлкен циклдары әлеуметтік сандар деп аталады. Кез келген кіші оң бүтін сан оның ерекше бөлгіштерінің қосындысы болып табылатын оң бүтін сан – практикалық сан. Анықтама бойынша, толық сан – шектелген бөлгіш функциясының тұрақты нүктесі, яғни s(n) = σ(n) − n = 1, ал толық санмен байланысты аликвот тізбегі тұрақты тізбек болып табылады. Барлық толық сандар сонымен қатар толық сандар немесе Гранвилл сандары болып табылады. Жартылай толық сан – өзінің барлық немесе кейбір тура бөлгіштерінің қосындысына тең болатын табиғи сан. Егер жартылай толық сан өзінің барлық тура бөлгіштерінің қосындысына тең болса, онда ол толық сан болып табылады. Көптеген мол сандар сонымен қатар жартылай толық сандар болып табылады; жартылай толық емес мол сандар ерекше сандар деп аталады.