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arXiv 2504.08023math.NT
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关于 Erdős 和 Graham 的一个迭代算术函数问题

On an iterated arithmetic function problem of Erdos and Graham

Stefan Steinerberger

AI总结:

本文研究 Erdős 和 Graham 提出的迭代算术函数方程,将 r=2 情形归结为求解 ϕ(n)+ϕ(n+ϕ(n))=n,并给出显式解集,同时证明其余可能解依赖于极罕见的大素数条件。

摘要:

Erdős 和 Graham 定义了 $g(n) = n + ϕ(n)$ 及其迭代应用 $g_k(n) = g(g_{k-1}(n))$。他们询问方程 $g_{k+r}(n) = 2 g_{k}(n)$ 的解,并观察到 $g_{k+2}(10) = 2 g_{k}(10)$ 和 $g_{k+2}(94) = 2 g_{k}(94)$。我们证明理解 $r = 2$ 的情形等价于理解方程 $ϕ(n) + ϕ(n + ϕ(n)) = n$ 的所有解,并找到了显式解 $ n = 2^{\ell} \cdot \left\{1,3,5,7,35,47\right\}$。这个解列表可能是完整的:任何其他解都来自一个数 $n=2^{\ell} p$,其中 $p \geq 10^{10}$ 是满足 $ϕ((3p-1)/4) = (p+1)/2$ 的素数。具有这种性质的素数似乎非常罕见,也许这样的素数不存在。

英文摘要:

Erdős and Graham define $g(n) = n + ϕ(n)$ and the iterated application $g_k(n) = g(g_{k-1}(n))$. They ask for solutions of $g_{k+r}(n) = 2 g_{k}(n)$ and observe $g_{k+2}(10) = 2 g_{k}(10)$ and $g_{k+2}(94) = 2 g_{k}(94)$. We show that understanding the case $r = 2$ is equivalent to understanding all solutions of the equation $ϕ(n) + ϕ(n + ϕ(n)) = n$ and find the explicit solutions $ n = 2^{\ell} \cdot \left\{1,3,5,7,35,47\right\}$. This list of solutions is possibly complete: any other solution derives from a number $n=2^{\ell} p$ where $p \geq 10^{10}$ is a prime satisfying $ϕ((3p-1)/4) = (p+1)/2$. Primes with this property seem to be very rare and maybe no such prime exists.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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