¿Qué número n tiene la mayoría de los factores en comparación con todos los números menores que n?

Parece que está buscando el máximo de [matemáticas] \ frac {d (n) -2} {n-1} [/ matemáticas] donde [matemáticas] d (n) [/ matemáticas] es el número de divisores de [matemáticas] n [/ matemáticas]. Restas 2 porque no estás contando [matemáticas] 1 [/ matemáticas] o [matemáticas] n [/ matemáticas]. Restas 1 del denominador porque estás contando enteros positivos menos que [math] n [/ math].

Deje que [matemáticas] h (n) = \ frac {d (n) -2} {n-1} [/ matemáticas]

Obviamente, esto es menor que 1, ya que es el número de números que satisfacen una condición al número de números marcados.

De hecho, no puede ser más que [matemáticas] \ frac {1} {2} [/ matemáticas] (piense en la divisibilidad por dos).

Los primeros diez valores de [matemática] h [/ matemática] (que define [matemática] h (1) = 0 [/ matemática]) son

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

0,0,0,1 / 3,0, .4,0,2 / 7,1 / 8,2 / 9

El número más grande es [matemática] 0.4 [/ matemática] y es [matemática] h (6) [/ matemática]. Este es el valor máximo posible de [math] h [/ math].

Este es el por qué:

[matemática] h [/ matemática] es [matemática] 0 [/ matemática] para cualquier primo porque los primos solo son divisibles por [matemática] 1 [/ matemática] y ellos mismos.

[matemáticas] d (a * b) = d (a) * d (b) [/ matemáticas] para [matemáticas] a [/ matemáticas] relativamente primo a [matemáticas] b [/ matemáticas]

Si [matemáticas] a [/ matemáticas] y [matemáticas] b [/ matemáticas] no son relativamente primos, entonces

[matemáticas] d (a * b) <d (a) * d (b) [/ matemáticas]

¿Qué significa esto para [matemáticas] h [/ matemáticas]?

[matemáticas] h (a * b) = \ frac {d (a * b) -2} {a * b-1} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ frac {d (a * b)} {a * b-1} – \ frac {2} {a * b-1} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ leq \ frac {d (a) * d (b)} {a * b-1} – \ frac {2} {a * b-1} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ frac {d (a)} {a-1 / b} \ frac {d (b)} {b} – \ frac {2} {a * b-1} [/ matemáticas]

Recuerde que [matemáticas] \ frac {d (b)} {b} <\ frac {1} {2} [/ matemáticas]

[matemáticas] h (a * b) \ leq \ frac {d (a)} {2 * (a-1 / b)} – \ frac {2} {a * b-1} [/ matemáticas]

Y, por último, para todos [matemáticas] a, b [/ matemáticas] lo suficientemente grande (con un poco más de álgebra puede demostrar que no es necesario que sean muy grandes)

[matemáticas] h (a * b) <\ frac {d (a) -2} {a-1} [/ matemáticas]

Finalmente, después de verificar algunos casos, concluimos que el número que desea es 6.

Para algunos números pequeños [matemáticas] n [/ matemáticas] obtenemos:

  • [matemáticas] f (1) = f (2) = f (3) = f (5) = f (p) = 0 [/ matemáticas] para cualquier primo [matemáticas] p [/ matemáticas].
  • [matemáticas] f (4) = \ frac {1} {3} [/ matemáticas]
  • [matemáticas] f (6) = \ frac {2} {5} [/ matemáticas]
  • [matemáticas] f (8) = \ frac {2} {7} [/ matemáticas]

Hasta ahora, [matemáticas] 6 [/ matemáticas] da el resultado más alto. Tenga en cuenta que [math] 6 = 3! [/ Math], por lo que tal vez deberíamos verificar otro factorial:

  • [matemática] f (24) = \ frac {6} {23} [/ matemática] que es más pequeña que [matemática] f (6) [/ matemática]. Además, [matemática] f (12) = \ frac {4} {11} [/ matemática] que es mejor que [matemática] f (24) [/ matemática] pero aún menor que [matemática] f (6) [/ matemáticas].

Una cosa a tener en cuenta es que para dos números cualquiera con la misma ‘estructura’ (los mismos poderes de los primos en su descomposición), un número más pequeño dará un resultado más alto.

Esto me lleva a concluir que [matemáticas] 6 [/ matemáticas] probablemente es el número que estás buscando.