Как известно, уравнение x2=-1 не имеет решений в области действительных значений x.
Однако, если ввести мнимое число i, то у такого уравнения будет два решения: x=i и x=-i.
Если продолжить, то уравнение (x-3)2=-4 имеет два комплексных решения: x=3+2i и x=3-2i.
x=3+2i и x=3-2i, которые называют сопряженными друг другу.
Числа вида a+bi принято называть комплексными числами.
В общем случае, числа a+bi и a−bi являются комплексно-сопряженными.
Целое Гаусса - это такое комплексное число a+bi, для которого a и b являются целыми числами.
Обычные целые числа также являются целыми Гаусса (при b=0).
Для того чтобы отличить такие числа от целых Гаусса, у которых b ≠ 0, будем называть их "рациональными целыми числами."
Целое Гаусса называют делителем рационального целого числа, если результат деления также является целым Гаусса.
К примеру, если мы разделим 5 на 1+2i, то полученное выражение можно упростить следующим способом:
Домножим числитель и знаменатель дроби на комплексно сопряженное значение числа 1+2i: 1−2i.
Получим
.
Таким образом, 1+2i является делителем числа 5.
Обратите внимание, что 1+i не является делителем числа 5, поскольку .
Также заметьте, что если целое Гаусса (a+bi) является делителем рационального целого числа n, то комплексно сопряженное ему число (a−bi) также будет являться делителем n.
Между прочим, для числа 5 существует 6 делителей с положительной вещественной частью: {1, 1 + 2i, 1 − 2i, 2 + i, 2 − i, 5}.
Ниже приведена таблица всех делителей для первых пяти положительных рациональных целых чисел:
n | Делители целых Гаусса с положительной веществ. частью | Сумма s(n) этих делителей |
1 | 1 | 1 |
2 | 1, 1+i, 1-i, 2 | 5 |
3 | 1, 3 | 4 |
4 | 1, 1+i, 1-i, 2, 2+2i, 2-2i,4 | 13 |
5 | 1, 1+2i, 1-2i, 2+i, 2-i, 5 | 12 |
В таком случае, для делителей с положительными вещественными частями, мы можем найти следующую сумму: .
При 1 ≤ n ≤ 105, ∑ s(n)=17924657155.
Чему равна сумма ∑ s(n), если 1 ≤ n ≤ 108?