Wie viele eindeutige Zahlen erhält man, wenn man zwei natürliche Zahlen multipliziert, die kleiner als NNN sind?

Die Frage scheint einfach zu sein, aber ich kann mir nicht vorstellen, wie ich sie richtig zählen oder gar eine gute Schätzung abgeben kann. Ich finde die Antwort auch nicht.

Wir haben zwei ganze Zahlen 1 < A , B < N , wie viele einzigartige Produkte von A B es gibt? Das könnte die mögliche Vereinfachung sein N ist auch eine Primzahl, da ich auch an einer guten Schätzung interessiert bin. Meine grundlegendere Frage ist es weniger als Ö ( N 2 ) , aber die tatsächliche Anzahl scheint interessanter zu sein.

Dies scheint damit zusammenzuhängen, wie viele einzigartige Kombinationen von N Zahlen sind da, wenn man multipliziert X Zahlen? , obwohl der Antwortende dort eine Annahme macht, die meiner Meinung nach ein Killer ist, sind alle Produkte unterschiedlich (" es sei denn, sie müssen ", was meiner Meinung nach die Kommutativität der Multiplikation bedeutete). Die obige Aussage ist eindeutig falsch. Z.B 1 4 = 2 2 oder 4 4 = 2 8 . 24 tauchte auch einige Male auf.

Was habe ich versucht:

Die offensichtliche Obergrenze ist N 2 was eine klare Überschätzung ist (selbst wenn wir es aufgrund der Kommutativität durch 2 teilen) - wir können keine Verbindung mit Primzahlen erhalten P ich wie zum Beispiel N < P ich < N 2 .

Mein Ansatz war, Primzahlen zu zählen und anzunehmen, dass alle möglichen Zahlen aus ihnen zusammengesetzt sind, die Antwort aus der zitierten Frage könnte dann verwendet werden, aber das ist auch nicht wahr. Bsp für N = 5 wir müssen behandeln 4 als ( Pseudo- )Primzahl zu bekommen 20 .

Ich kann nicht herausfinden, wie man Zahlen zählt, von denen ausgeschlossen werden soll N 2 , oder welche einzubeziehen sind und wann. Ich hatte Idee, dass alle Zahlen größer als N (oder vielleicht N / 2 ) können als diese Pseudo-Primzahlen behandelt werden, aber ich bin mir nicht sicher, ob dies der richtige Weg ist.

Ihre Sequenz ist A027424 in OEIS ( oeis.org/A027424 ).
Um Tads Kommentar ein wenig auszupacken: wenn man es für ein paar kleine rechnet N (sagen wir bis zu N = 5 ) und dann im OEIS nachschlagen, haben Sie vielleicht A027424 gefunden. Dieser Eintrag hat eine Formel und ein paar verschiedene Möglichkeiten, Mathematica und PARI zu verwenden, um sie für größere zu berechnen N .

Antworten (1)

Dies ist ein ziemlich schwieriges Problem, das zumindest mit Methoden der elementaren Kombinatorik nicht lösbar ist. Es wird manchmal als Einmaleins von Erdős bezeichnet.

Zum Zählen der genauen Anzahl gibt OEIS A027424 mehrere Algorithmen an, die die Anzahl einzigartiger Produkte berechnen M ( N ) im N × N Multiplikationstabelle, aber alle verlassen sich darauf, die gesamte Multiplikationstabelle zu berechnen und dann die Anzahl der eindeutigen Werte zu zählen. Daher ist ihre Komplexität Θ ( N 2 ) , und es ist nicht wirklich klar, ob es einen viel schnelleren Algorithmus gibt. Siehe zB diese Frage hier und diese auf MathOverflow .

Die Asymptotik von M ( N ) sind ziemlich gut etabliert. Erdős hat das 1955 bewiesen M ( N ) = Ö ( N 2 ) , und Ford hat 2008 den arXiv-Link bewiesen (aus dieser Antwort auf Mathoverflow )

M ( N ) N 2 ( Protokoll N ) C ( Protokoll Protokoll N ) 3 / 2
Wo
C = 1 ( 1 + Protokoll Protokoll 2 ) Protokoll 2 .

Oh, meine Frage ist ein Betrüger von der Frage zu Mathoverflow, ich dachte ehrlich gesagt, es sei ein einfacheres Problem, und ich bin einfach schlecht im Zählen. Ich denke, Sie haben eine schöne Zusammenfassung für angeblich mehr Einsteiger in Math SE erstellt, und für technische Details sind Mathoverflow und Referenzen gut. Ich habe auch die Referenzen von OEIS gelesen und das Papier von Ford überflogen (nachdem @Tad den Link ofc gepostet hatte) und bin zu demselben Schluss gekommen. Vielen Dank für das Extrahieren und schöne Präsentieren der wichtigen Schlussfolgerungen.