約数の総和関数の値が同じ自然数は有限個

問題

$a$を自然数とします。 $a$を固定したとき, $\sigma(n)=a$となる自然数$n$は有限個しかないことを証明してください。


難易度:
完全数の性質と未解決問題の練習問題

解答

$\sigma(n)$は, 定義より自然数$n$の正の約数の総和でした。どの自然数$n$も必ず$1$と$n$を約数に持ちます。つまり \[\sigma(n) \geq 1+n\] となります。

このことから、$a$以上の自然数$n$に対して \[\sigma(n) \geq 1+n > a\] となります。ゆえに、$\sigma(n)=a$となる可能性がある$n$は$a$以下の自然数のみであり, それらは有限個しか存在しません。

わからないところがあったらテキストを復習しましょう。

完全数の性質と未解決問題

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