Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
家 » 整数的规范表示

整数的规范表示

1850
Desk of a 19th-century mathematician with prime factorization book and tools.

(图片仅供参考)

正整数 n 的规范表示(或标准形式)是它的唯一素数。 factorization 可以写成素数幂的乘积,素数按递增顺序排列。对于任意大于 1 的整数 n,它可以写成 n = p_1^{a_1} p_2^{a_2} cdots p_k^{a_k},其中 p_1 < p_2 < cdots < p_k 是素数,指数 a_i 是正整数。

基本面 算术定理 保证任意整数的质因数集合是唯一的。规范表示法在此基础上增加了一个排序约定,使得表示法本身是唯一的,而不仅仅是质因数集合是唯一的。例如,数字 72 可以分解为 `2 * 3 * 2 * 3 * 2`。其质因数集合为 {2, 2, 2, 3, 3}。规范表示法将这些质因数分组并按质数基数排序:`2^3 * 3^2`。

这种标准化形式在数论中非常有用。例如,给定两个数 `a` 和 `b` 的规范表示,可以很容易地求出它们的最大公约数 (GCD) 和最小公倍数 (LCM)。如果 [latex]a = prod p_i^{alpha_i}[/latex] 且 [latex]b = prod p_i^{beta_i}[/latex](其中某些指数可以为零,以包含 `a` 或 `b` 中存在的所有素数),则 [latex]text{gcd}(a, b) = prod p_i^{min(alpha_i, beta_i)}[/latex] 且 [latex]text{lcm}(a, b) = prod p_i^{max(alpha_i, beta_i)}[/latex]。这提供了一种强大的计算工具。此外,数论中许多重要的函数,例如约数个数 `d(n)` 或约数和 `σ(n)`,都具有基于规范表示中指数的简单公式。例如,[latex]d(n) = (a_1+1)(a_2+1)cdots(a_k+1)[/latex]。这种形式本质上为每个整数提供了一个唯一的“指纹”,编码了其完整的乘法结构。

UNESCO Nomenclature: 1101
– Pure mathematics

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 算术基本定理
  • 指数符号的发展
  • 将数论形式化为数学的一个独立分支

应用程序

  • 计算数字的最大公约数(GCD)和最小公倍数(LCM)
  • 定义数论函数,例如除数函数和欧拉函数
  • 化简分数
  • 分析整数的乘法结构

专利:

NA

潜在创新理念

  • 一种数据库索引系统,其中键是整数,其规范表示决定数据局部性。
  • 一种文件版本控制系统,它使用内容哈希的规范表示形式来高效地跟踪更改。
  • 一个 chemical informatics tool that assigns a unique canonical integer to molecules based on their structure
  • 一个 编程语言 with a native integer type that stores numbers in their canonical prime factorization form for exact rational arithmetic
  • 一种从大型数据对象中生成唯一、易于人类理解的标识符的方法
  • 一种密码方案,其中消息被编码到规范表示的指数中。
  • 一种利用子序列规范表示进行序列比对的生物信息学算法
  • 一种基于种子数的规范分解来程序化生成游戏内容(例如,关卡、物品)的系统
  • 一种分布式账本技术,其中交易有效性与哈希的规范分解相关联。
  • 一种形式语言理论,其中字符串被映射到整数,它们的规范形式揭示了结构属性。
Related to: canonical representation, standard form, prime factorization, number theory, greatest common divisor, least common multiple, prime power, integer, exponent, multiplicative function.

历史背景

整数的规范表示

1779
1799
1801
1850
1875
1897
1950
1750
1790
1800
1844
1874
1893
1900

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

只有注册会员才能免费获取完整尺寸的图片和下载内容。

> 登录 <