Gemiddelden van delers

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 3.112

Gemiddelden van delers

r = rekenkundig gemiddelde van de factoren van g (inclusief 1 en g)

h = harmonisch gemiddelde van de factoren van g (inclusief 1 en g)

Ik heb ontdekt, dat voor zeer veel getallen g geldt, dat hr = g.

Mijn vermoeden is, dat dit algemeen geldig is voor alle positieve gehele getallen g.

Kan één van jullie dit vermoeden of het tegendeel bewijzen?

Gebruikersavatar
Berichten: 6.905

Re: Gemiddelden van delers

Bedoel je met de factoren de priemfactoren?
Het vel van de beer kunnen verkopen vraagt moeite tenzij deze dood voor je neervalt. Die kans is echter klein dus moeten we zelf moeite doen.

Gebruikersavatar
Berichten: 3.112

Re: Gemiddelden van delers

Bedoel je met de factoren de priemfactoren?
Factoren zijn delers. Priemfactoren vormen slechts een deelverzameling van de delers. Ik bedoel alle delers. Dus ook, zoals ik aangaf, 1 en het getal zelf.

Berichten: 8.614

Re: Gemiddelden van delers

Als g een priemgetal is gaat je stelling alvast op. De delers van een willekeurig priemgetal g zijn namelijk 1 en g.

Het harmonisch gemiddelde van deze delers bedraagt
\(\frac{2g}{g + 1}\)
.

Het rekenkundig gemiddelde van deze delers bedraagt
\(\frac{g + 1}{2}\)
.

Het product van deze gemiddelden wordt dan het volgende:
\(hr = \frac{2g}{g + 1} \cdot \frac{g + 1}{2} = \frac{2g}{2} = g\)
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Berichten: 3.112

Re: Gemiddelden van delers

Als g een priemgetal is gaat je stelling alvast op.
En dan nu nog de samengestelde getallen.

Ter aanvulling: in geval van een kwadraat krijgt de wortel gewicht 2. De overige factoren hebben dan gewicht 1.

Zo heeft elk getal een even aantal delers.

Elke factor heeft een cofactor: --- getal = factor x cofactor.

Gebruikersavatar
Berichten: 5.679

Re: Gemiddelden van delers

Noem de factoren van g: f1, f2, ... fn

Er geldt nu:
\(r = \frac{f_1+f_2+\cdots+f_n}{n}\)


en
\(h = \frac{1}{\frac{1}{n} (\frac{1}{f_1}+\frac{1}{f_2}+\cdots+\frac{1}{f_n}) } = \frac{n}{ \frac{1}{f_1}+\frac{1}{f_2}+\cdots+\frac{1}{f_n} }\)
Als je nu rh bekijkt krijg je:
\(rh = \frac{f_1+f_2+\cdots+f_n}{ \frac{1}{f_1}+\frac{1}{f_2}+\cdots+\frac{1}{f_n} }\)
Dit mogen we vermenigvuldigen met
\(\frac{g}{g}\)
:
\(rh = \frac{g}{g} \cdot \frac{f_1+f_2+\cdots+f_n}{ \frac{1}{f_1}+\frac{1}{f_2}+\cdots+\frac{1}{f_n} } = g \cdot \frac{f_1+f_2+\cdots+f_n}{ \frac{g}{f_1}+\frac{g}{f_2}+\cdots+\frac{g}{f_n} }\)
Maar aangezien iedere
\(f_i\)
een factor van g is, is ieder van die termen
\(\frac{g}{f_i}\)
onder de breuk per definitie ook een factor van g.

En omdat iedere
\(f_i\)
een unieke factor is en zij tezamen alle factoren vormen, vormen die
\(\frac{g}{f_i}\)
ook precies alle factoren (om precies te zijn:
\(\frac{g}{f_i}=f_{n+1-i}\)
als de factoren
\(f_i\)
oplopend zijn van
\(f_1=1\)
t/m
\(f_n=g\)
).

Dus die laatste uitdrukking hierboven van rh is gelijk aan:
\(rh = g \cdot \frac{f_1+f_2+\cdots+f_n}{ f_n+f_{n-1}+\cdots+f_1 } = g\)
In theory, there's no difference between theory and practice. In practice, there is.

Berichten: 8.614

Re: Gemiddelden van delers

De stelling gaat inderdaad op. Ik had gisteren ook al een bewijsje klaar, maar het was te laat om het nog te plaatsen. Hierbij dus:

We nummeren de delers van g als volgt:
\(d_1,\ d_2,\ d_3,\ \cdots,\ d_n\)
met
\(d_1 = 1\)
en
\(d_n = g\)
. Het aantal delers noemen we n.

Het rekenkundig gemiddelde van de delers van g wordt dan
\(r = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n d_i\)
.

Het harmonisch gemiddelde van de delers van g wordt dan
\(h = \frac{n}{\sum_{i=1}^n \frac{1}{d_i}}\)
.

Het product van de gemiddelden wordt dan:
\(hr = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n d_i \cdot \frac{n}{\sum_{i=1}^n \frac{1}{d_i}} = \frac{\sum_{i=1}^n d_i}{\sum_{i=1}^n \frac{1}{d_i}} = \frac{d_1 + d_2 + d_3 + \cdots + d_n}{\frac{1}{d_1} + \frac{1}{d_2} + \frac{1}{d_3} + \cdots + \frac{1}{d_n}} = \frac{d_1 + d_2 + d_3 + \cdots + d_n}{\frac{d_1 + d_2 + d_3 + \cdots + d_n}{d_n}} = d_n = g\)
QED
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Berichten: 3.112

Re: Gemiddelden van delers

@Rogier & @ Klintersaas. Prachtige bewijzen. Bedankt.

Het vermoeden is nu omgezet in een stelling die ik overigens nooit eerder heb gezien.

Reageer