基于质因数的计数与‘素基数’表示法:数位规律探究
这是个挺有意思的数论表示问题!咱们先把这个“素数幂数位”系统理清楚,再拆解两个右侧数位的规律:
先明确表示法定义
首先得把这个计数系统的规则掰明白:每个数N的“数位”表示,本质是把N分解成素数幂的乘积,然后用每个素数的幂次作为对应位置的“数字”——这里的“数位位置”对应第n个素数$p_n$:
- 最右侧(个位)对应第1个素数2的幂次(记作$d_1 = v_2(N)$,也就是N中包含的2的因子个数)
- 第二右侧(十位)对应第2个素数3的幂次(记作$d_2 = v_3(N)$,N中包含的3的因子个数)
- 往左依次是5、7、11……这些素数的幂次,数位上的数字就是对应素数在N因数分解中的指数。
对照你给的例子验证下:
- 6 = $21×31$ → $d_1=1$,$d_2=1$ → 表示为
11 - 9 = $3^2$ → $d_1=0$,$d_2=2$ → 表示为
20 - 10 = $21×51$ → $d_1=1$,$d_2=0$,$d_3=1$ → 表示为
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完全对应得上~
最右侧数位(2的幂次)的规律
这个数位其实就是数的2-adic赋值($v_2(N)$),规律非常清晰:
- 所有奇数的这个数位都是0:因为奇数不含因子2,比如3→
10(个位0)、5→100(个位0) - 偶数的这个数位等于它包含的2的因子个数:
- 如果是2的纯幂(2、4、8、16…),这个数位就是幂次本身:2→
1(个位1)、4→2(个位2)、8→3(个位3)、16→4(个位4) - 如果是偶数但不是2的幂(比如6、10、12、14),这个数位是能整除它的最大2的幂的指数:6=2×3→个位1,12=4×3→个位2,10=2×5→个位1
- 如果是2的纯幂(2、4、8、16…),这个数位就是幂次本身:2→
把你给的2到17的序列里的个位抽出来:1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,能看到明显的间隔性——奇数位置(对应原数是偶数)的数字是该数的2因子数,偶数位置(原数是奇数)全为0。
第二右侧数位(3的幂次)的规律
这个数位是数的3-adic赋值($v_3(N)$),规律类似但对应3的因子:
- 不被3整除的数,这个数位都是0:比如2→
1(十位0)、4→2(十位0)、5→100(十位0) - 被3整除的数,这个数位等于它包含的3的因子个数:
- 如果是3的纯幂(3、9、27…),这个数位就是幂次本身:3→
10(十位1)、9→20(十位2) - 如果是3的倍数但不是3的幂(比如6、12、15),这个数位是1:6=2×3→十位1,12=4×3→十位1,15=3×5→十位1
- 如果是3的纯幂(3、9、27…),这个数位就是幂次本身:3→
同样抽你给的序列里的十位:0,1,0,0,1,0,0,2,0,0,1,0,0,1,0,0,规律是:只有当原数是3的倍数时十位非零,3的纯幂对应十位等于幂次,其他3的倍数十位都是1。
总结一下
这两个数位的本质都是素数赋值函数,规律完全由数是否包含对应素数的因子、以及包含的因子个数决定——没有什么复杂的“神秘规律”,就是直接对应因数分解里的素数幂次,只是用类似数位的形式呈现出来了。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者phdmba7of12
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