Harshad-Zahl
Eine Harshad-Zahl oder Niven-Zahl ist eine natürliche Zahl, die durch ihre Quersumme, das heißt die Summe ihrer Ziffern (im Dezimalsystem mit Basis 10), teilbar ist.
Der Begriff Harshad-Zahl wurde vom indischen Mathematiker D. R. Kaprekar eingeführt und ist vom Sanskrit-Wort harsha („Freude“) abgeleitet, während Niven-Zahl auf den Mathematiker Ivan M. Niven zurückgeht, der diese Zahlen auf einem Kongress im Jahre 1977 beschrieb.[1]
Beispiele
777 ist durch seine Quersumme teilbar und ist somit eine Harshad-Zahl: .
Die ersten Harshad-Zahlen (im Dezimalsystem) sind:
Die kleinsten , sodass eine Harshad-Zahl ist, sind die folgenden:
Die kleinsten , sodass keine Harshad-Zahl ist, sind die folgenden:
n-Harshad-Zahlen
Harshad-Zahlen nennt man auch n-Harshad-Zahlen (oder n-Niven-Zahlen), wenn man sie in der Basis n betrachtet.
Die ersten n-Harshad-Zahlen in der Basis 12 sind (wobei mangels weiterer Ziffern für 10 und für 11 steht):
Beispiel:
- ist keine n-Harshad Zahl für die Basis 10:
- hat die Quersumme , es ist aber kein Teiler von .
- ist aber eine n-Harshad Zahl für die Basis 12:
- ist im Dezimalsystem die Zahl . Die Quersumme von ist (im Dezimalsystem also ). Es ist tatsächlich ein Teiler von (im Dezimalsystem ).
Die kleinsten , sodass eine n-Harshad-Zahl zur Basis 12 ist, sind die folgenden (im Dezimalsystem geschrieben):
Die kleinsten , sodass keine n-Harshad-Zahl zur Basis 12 ist, sind die folgenden (im Dezimalsystem geschrieben):
Eigenschaften
Das oben angegebene Beispiel mit der Zahl 777 lässt sich auf alle 3-stelligen natürlichen Zahlen desselben Typs verallgemeinern:
- Jede natürliche Zahl der Form , wobei eine beliebige Ziffer von 1 bis 9 darstellen kann, ist im Dezimalsystem eine Harshad-Zahl (lässt sich also durch ihre Quersumme teilen).
- Der Beweis ergibt sich aus folgender Überlegung:
- Nun ist aber die Quersumme von .
- Somit ist jede natürliche Zahl der Form das 37-fache ihrer Quersumme, also eine Harshad-Zahl. q. e. d.
- Der Beweis ergibt sich aus folgender Überlegung:
- Alle ganzen Zahlen zwischen 0 und der Basis n sind n-Harshad-Zahlen.
- Im Dezimalsystem gibt es keine 21 aufeinander folgende Harshad-Zahlen.[2][3]
- Im Dezimalsystem gibt es unendlich viele 20 aufeinander folgende Harshad-Zahlen. Die kleinste davon ist größer als .[4]
- Mit Basis n gibt es keine 2n+1 aufeinander folgende n-Harshad-Zahlen (Verallgemeinerung der weiter oben stehenden Eigenschaft).[3][6]
- Mit Basis n gibt es unendlich viele 2n aufeinander folgende Harshad-Zahlen (Verallgemeinerung der weiter oben stehenden Eigenschaft).[3][6][7]
- Sei die Anzahl der Harshad-Zahlen und sei . Dann gilt:[8]
- Beispiel:
- Es gibt unter 100000 genau 11872 Harshad-Zahlen. Somit ist und . Und tatsächlich gilt
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Nivenmorphe Zahlen
Eine nivenmorphe Zahl (oder harshadmorphe Zahl) für eine Basis n ist eine ganze Zahl t, so dass eine Harshad-Zahl N existiert, dessen Quersumme t ist, und t, geschrieben in dieser Basis n, die Zahl N in dieser Basis n beschreibt.
Beispiel 1:
- ist eine nivenmorphe Zahl für die Basis 10:
- ist eine Harshad-Zahl (zur Basis n=10). Die Quersumme von ist . Es ist tatsächlich ein Teiler von .
Beispiel 2:
- ist eine nivenmorphe Zahl für die Basis 12:
- ist eine Harshad-Zahl (zur Basis n=12) und ist im Dezimalsystem die Zahl . Die Quersumme von ist (im Dezimalsystem also 11). Es ist tatsächlich ein Teiler von (im Dezimalsystem ).
Die nächste Liste gibt die jeweils kleinste Zahl (im Dezimalsystem) an, deren Quersumme n ist und die durch n teilbar ist (falls es keine solche Zahl gibt, wird 0 angegeben):
- Zum Beispiel hat die Quersumme und tatsächlich ist ein Teiler von . Somit ist eine nivenmorphe Zahl zur Basis 10.
Eigenschaften:
- Alle positiven ganzen Zahlen mit Basis 10 sind nivenmorphe Zahlen, außer der Zahl 11.[9]
- Alle positiven geraden ganzen Zahlen mit Basis n>1 sind nivenmorphe Zahlen zur Basis n, außer n+1.
- Alle positiven ungeraden ganzen Zahlen mit Basis n>1 sind nivenmorphe Zahlen zur Basis n.
Multiple Harshad-Zahlen
Eine multiple Harshad-Zahl ist eine Harshad-Zahl, welche, durch seine Quersumme dividiert, wieder eine (andere) Harshad-Zahl ergibt.[10]
Beispiel 1: ist eine multiple Harshad-Zahl, weil , , und ebenfalls Harshad-Zahlen sind. Man bezeichnet diese Zahl auch als MHN-4, man kann also vier (verschiedene) weitere Harshad-Zahlen daraus machen.
Beispiel 2: ist eine MHN-12, man kann also 12 verschiedene weitere Harshad-Zahlen durch Division mit ihren jeweiligen Quersummen (die erste Quersumme ist ) finden.
Beispiel 3: ist eine weitere, kleinere MHN-12.
Beispiel 4: ist eine MHN-(n+2).
Literatur
- Curtis Cooper, Robert E. Kennedy: On consecutive Niven numbers. In: Fibonacci Quarterly, 31, 2, 1993, S. 146–151
- Helen G. Grundmann: Sequences of consecutive Niven numbers. In: Fibonacci Quarterly, 32, 2, (1994), 174–175
- Brad Wilson: Construction of 2n consecutive n-Niven numbers. In: Fibonacci Quarterly, 35, 1997, S. 122–128
- Jean-Marie DeKoninck, Nicolas Doyon: On the number of Niven numbers up to x. In: Fibonacci Quarterly, 41, 5, November 2003, S. 431–440
- Jean-Marie DeKoninck, Nicolas Doyon, I. Katái: On the counting function for the Niven numbers. In: Acta Arithmetica, 106, 2003, S. 265–275
- Sandro Boscaro: Nivenmorphic Integers. In: Journal of Recreational Mathematics, 28, 3, 1996–1997, S. 201–205
- E. Bloem: Harshad numbers. In: Journal of Recreational Mathematics, 34, 2, 2005, S. 128
Weblinks
- Eric W. Weisstein: Harshad Number. In: MathWorld (englisch).
- József Sándor, Borislav Crstici: Handbook of Number Theory II. (PDF) Springer-Verlag, S. 381–383, abgerufen am 27. Mai 2018 (englisch).
- Curtis Cooper, Robert E. Kennedy: On consecutive Niven numbers. (PDF) Fibonacci Quarterly, S. 146–151, abgerufen am 28. Mai 2018 (englisch).
- Helen G. Grundman: Sequences of consecutive n-Niven numbers. (PDF) Fibonacci Quarterly, S. 174–175, abgerufen am 28. Mai 2018 (englisch).
- Brad Wilson: Construction of 2n consecutive n-Niven numbers. (PDF) Fibonacci Quarterly, S. 122–128, abgerufen am 28. Mai 2018 (englisch).
- Jean-Marie DeKoninck, Nicolas Doyon: On the number of Niven numbers up to x. (PDF) Fibonacci Quarterly, S. 431–440, abgerufen am 30. Mai 2018 (englisch).
Einzelnachweise
- József Sándor, Borislav Crstici: Handbook of Number Theory II. (PDF) Springer-Verlag, S. 381 und 451, ehemals im (nicht mehr online verfügbar); abgerufen am 27. Mai 2018 (englisch). (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven)
- Curtis Cooper, Robert E. Kennedy: On consecutive Niven numbers. (PDF) In: Fibonacci Quarterly. S. 146–151, abgerufen am 28. Mai 2018 (englisch).
- József Sándor, Borislav Crstici: Handbook of Number Theory II. (PDF) Springer-Verlag, S. 382, ehemals im (nicht mehr online verfügbar); abgerufen am 28. Mai 2018 (englisch). (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven)
- Curtis Cooper, Robert E. Kennedy: On consecutive Niven numbers. (PDF) In: Fibonacci Quarterly. S. 148, abgerufen am 28. Mai 2018 (englisch).
- primepuzzles.net: Problems & Puzzles: Puzzle 129. Abgerufen am 30. Mai 2018 (englisch).
- Helen G. Grundman: Sequences of consecutive n-Niven numbers. (PDF) In: Fibonacci Quarterly. S. 174–175, abgerufen am 28. Mai 2018 (englisch).
- Brad Wilson: Construction of 2n consecutive n-Niven numbers. (PDF) In: Fibonacci Quarterly. S. 122–128, abgerufen am 28. Mai 2018 (englisch).
- Jean-Marie DeKoninck, Nicolas Doyon: On the number of Niven numbers up to x. (PDF) In: Fibonacci Quarterly. S. 431–440, abgerufen am 30. Mai 2018 (englisch).
- Sandro Boscaro: Nivenmorphic integers. In: Journal of Recreational Mathematics. Band 28, Nr. 3, 1996, S. 201–205.
- E. Bloem: Harshad numbers. In: Journal of Recreational Mathematics. Band 34, Nr. 2, 2005, S. 128.