关于求和式1!ⁿ+2!ⁿ+…+2024!ⁿ是否存在正整数n使其为完全幂的技术问询
关于求和式$1!n+2!n+\dots+2024!^n$是否存在正整数$n$使其为完全幂的技术问询
我一直在研究这个问题:是否存在正整数$n$,让$1!n+2!n+3!n+\dots+2024!n$成为一个完全幂?下面是我目前梳理出的分析和待解的疑问:
分情况的排除结论
$n=1$的情况:
当$n\geq4$时,这个求和式的最后一位是3,而完全平方数的末位不可能是3;同时当$n\geq8$时,$3^3$不整除该求和式,因此它也不可能是更高次的完全幂,所以$n=1$不成立。$n=2$的情况:
已知当$n\geq1248828$时,$1!2+2!2+\dots+n!2$不可能是完全幂,但我不确定$1!2+2!2+\dots+2024!2$是否是完全幂。
另外有个通用结论:**所有偶数$n$**对应的求和式都不可能是完全平方数,因为求和式模3余2,而完全平方数模3只能是0或1。$n=3$的情况:
当$n\geq10$时,求和式模11余6,而完全平方数模11不可能是6;同时当$n\geq5$时,$3^3$不整除该求和式,因此它也不能是更高次的完全幂。$n=5,7$的情况:
$3^2$不整除对应的求和式,因此它们不可能是完全幂。奇数$n$的通用分析:
对于所有奇数$n$,从某个分界点开始,总有3的某个幂次不整除求和式(有些情况甚至9都不整除),这就限制了它无法成为完全幂;另外还可以通过模素数分析:存在素数$p$,使得求和式模$p$的结果不是二次剩余,进一步排除了完全幂的可能。
工具验证情况
我用Pari GP工具检查了所有$n\leq10^4$的情况,目前还没有找到能让求和式成为完全幂的$n$值。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Thirdy Yabata
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