Tengo que empezar explicando a que llamo configuración centro-cardinal de un núméro. Empezaré con un ejemplo para que sea más ameno y se entienda mejor.
Sea el número $$7\cdot 9=63$$.
Coloco en el centro, por ejemplo, el 9:
$$...9...$$
y a cada lado coloco la misma cantidad de números consecutivos y de forma que haya una cantidad de 7 números consecutivos (7 es el otro divisor, y es el “card”, cardinal, de la cantidad de números consecutivos):
$$6,7,8,(9),10,11,12$$
O sea:
c=centro = (particularmente 9 en este caso)
$$card\{6,7,8,9,10,11,12\}=7$$
entonces tenemos que la suma es el número dado, 63; o lo que es lo mismo visto como producto:
$$card\{6,7,8,9,10,11,12\}\cdot c=63$$.
Spoiler
Es casi trivial verlo
Si el centro es c, a los lados de c tenemos las sumas ...(c-3)(c-2)(c-1) y al otro lado de c tenemos (c+1)+(c+2)+(c+3)... de forma que los positivos y negativos se cancelan que dando una suma así c+c+c... con una cantidad de “ces” que es la del cardinal; por tanto, la suma da el producto de c por el cardinal.
Pero mediante mi forma de ver esto también puedo representar un par mediante una sucesión centro-card tomando c par
$$7,8,9,(10),11,12,13$$
$$7*10=70$$
Lo que no podré representar nunca mediante el enfoque que propongo, “centro-cardinal”, es una potencia de 2, dado que card ha de ser necesariamente impar para que haya un centro simétrico. Esto parece estar relacionado con el hecho de que los hipotéticos números perfectos impares no puedan ser cuadrados perfectos.
Entonces, a partir de ahí, dado un número con al menos un divisor impar distinto de 1, siempre lo podré representar según lo dicho, centro-card, y, dependiendo de la cantidad de divisores, podré expresarlo de distintas maneras según los casos; una disposición distinta centro-card por cada divisor.
Si, por ejemplo, n=28, puedo tomar centro 4 y card 7, pero no puedo tomar centro 7 porque el único card posible es 4, par, y es imposible la simetría; sólo existe una representación centro-card.
En cambio, si es impar, entonces puedo poner en el centro c cualquier divisor propio tomando su card correspondiente, (que es otro divisor de n, es el que hace que el producto por c sea igual a n). A veces tendré que extender los números consecutivos hacia los negativos, pero siempre podré hacerlo (añadiendo el cero entre positivos y negativos; y la suma seguirá dando el producto $$c \cdot card$$).
Obviamente, el único divisor que no voy a tomar como centro o cardinal es 1, porque se correspondería con el divisor no propio (el propio número n) en unos casos como centro y otros como card:
Ejemplo:
$$-1,0,1,2,3$$
1 por 5 igual 5; o sea, con centro en 1 y cardinal 5 (y vemos que la suma también es 5, como no puede ser de otra manera).
Y, en otro caso, simplemente tenemos
$$5$$
con centro $$c=n$$ y cardinal 1.
Llamemos $$ d_{c}$$ a cualquier divisor que tomemos como centro y $$ d_{card}$$ a su divisor cardinal asociado, entonces podemos representar las cotas extremas inferior y superior (sean $$ k_{i}$$ i $$ k_{s}$$) de esta forma:
$$d_{c}-\dfrac{d_{card}-1}{2}=k_{i}$$
$$d_{c}+\dfrac{d_{card}-1}{2}=k_{s}$$
Es fácil observar a qué me estoy refiriendo con cualquier ejemplo:
$$7,8,9,10,(11),12,13,14,15$$
Ahí tenemos $$c=11$$, $$card=9$$ y, por tanto, $$n=99$$.
A cada lado del 11 hay cuatro números, esto es $$\dfrac{d_{card}-1}{2}=\dfrac{9-1}{2}=4$$
Entonces, si a 11 le quitamos 4 tenemos el extremo inferior, 7, y si le sumamos 4 tenemos el superior, 15.
Por lo visto hasta aquí, queda claro que la suma de los números del conjunto del card usado será un impar si $$n$$ es impar (obvio).
...
Como he dicho más arriba, el número 28 sólo tiene una disposición centro-cardinal posible debido a que sólo tiene un divisor impar y éste se ve obligado a ser el único cardinal. Y vemos que el número 28 es un número perfecto.
La curiosidad nos mueve, entonces, a inspeccionar si esto ocurre con los sucesivos números perfectos.
Vamos mirando los divisores de los primeros perfectos:
1, 2, 4, 8, 16, 31, 62, 124, 248, 496
sólo tiene el 31 como divisor impar.
1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 127, 254, 508, 1016, 2032, 4064, 8128.
sólo tiene el 127.
1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8191, 16382, 32764, 65528, 131056, 262112, 524224, 1048448, 2096896, 4193792, 8387584, 16775168, 33550336
sólo tiene el 8191...
Parece que los números perfectos van a tener un sólo divisor impar; y esto está completamente relacionado con el enfoque centro-card, o esa impresión da.
De hecho, ese divisor impar es un primo de Mersenne, el primo de Mersenne de la fórmula general de Euler para los números perfectos pares. Ocurre entonces que la única configuración posible centro-card empieza siempre por $$K_i=1$$ y acaba por $$K_s=primo_Mersenne1$$, siendo su centro una potencia de 2.
Así que, postulo (sin demostrar): los números perfectos sólo tienen una representación centro-card, por lo que no pueden ser impares ni pares con más de un divisor impar, dado que éstos tiene al menos dos representaciones centro-card (o bien, en otro caso, son primos, pero los primos no son perfectos de manera obvia).
...
Ejercicio práctico:Tomemos, por ejemplo, 105=3*5*7
Sus configuraciones centro-card son las siguientes a partir de sus divisores propios sin el uno, [3, 5, 7, 15, 21, 35], hacen seis representaciones o configuraciones:
Para representarlas, empezaremos ordenadamente tomando los divisores extremos y después yendo simétricamente hacia el interior (ahora sobre la marcha se entenderá lo dicho):
105=divisor más pequeño * divisor más grande (son los extremos propiamente dicho, los “más exteriores” a izquierda y derecha)
o sea
105=3*35
Para representar la configuración, acudimos a las fórmulas de los extremos inferior y superior, que eran
$$d_{c}-\dfrac{d_{card}-1}{2}=k_{i}$$
$$d_{c}+\dfrac{d_{card}-1}{2}=k_{s}$$
Con d_c=3 y d_{card}=35, tenemos los extremos
$$3-\dfrac{35-1}{2}=k_{i}=-14$$ (es el k inferior y, en efecto, tiene que ser negativo).
y el superior
$$3+\dfrac{35-1}{2}=k_{s}=20$$
Luego la configuración 1ª es
1ª= -14,-13,-12,-11,-10,-9,-8,-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1, 0,1,2,(3),4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20
Siguiendo el método, obtenemos las restantes configuraciones:
2ª=34, (35), 36
3ª=-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, (5), 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
4ª=19, 20, (21), 22, 23
5ª=0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, (7), 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
6ª=12, 13, 14, (15), 16, 17, 18
Spoiler
105 tiene ocho divisores, si quitamos el 1 y el propio 105 son 6, y entonces podemos obtener 6 configuraciones distintas.
En efecto, como no puede ser de otra manera, la suma de sus números es 105 y esto pasa con todas las configuraciones, aunque no todas tendrán la misma cantidad de números; pero en todos los casos son números consecutivos.
Trasteando:Empecemos a a analizar de forma simple por qué en este caso particular no puede ser igual a la suma de su divisores:
Los divisores propios sin el 1 son [3, 5, 7, 15, 21, 35] y los dos más grandes, 21, 35, no están contenidos en la confi 1ª.
Entonces actuamos como sigue:
Quitamos los divisores que sí están contenidos marcando con unos corchetes los huecos:
-14,-13,-12,-11,-10,-9,-8,-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1, 0,1,2,[],4,[],6,[],8,9,10,11,12,13,14,[],16,17,18,19,20
Si se pudiera representar como la suma de los divisores, la suma de lo que ha quedado debería dar 21+35=56.
Lo que va a ocurrir al tomar el resto de representaciones es que, para cada configuración, vamos a quitar divisores distintos (unas veces los grande, otras los pequeños, medianos...) y vamos a tener una cantidad de números consecutivos distinta en general para cada configuración. Entonces, la suma restante, quitando los divisores contenidos, tiene que ser igual a la suma de los no contenidos, y como las configuraciones son distintas y hay una por cada centro, se ve muy difícil; parece que tiene que ser imposible que haya más de un divisor impar.
El trasteo de Gemini.
Sobre lo anterior, le he pedido a Gemini que trastee ella:
El Escáner de Intersecciones (105)
Para que la teoría de la "soledad del perfecto" funcione, necesitamos ver si hay algún divisor que sea tan "omnipresente" que aparezca en todas las representaciones. Si no hay ninguno, la estructura del número se desmorona al no tener puntos de apoyo comunes.
Miremos si el divisor está dentro del rango
[ki,ks]
de cada configuración:
... El divisor 3 está en la A, C y E... pero no en las demás.
... El divisor 5 está en la A, C y E... pero no en las demás.
... El divisor 7 está en la A, C y E... pero no en las demás.
... El divisor 15 está en la A, C y F... pero no en las demás.
... El divisor 21 sólo está en la D.
... El divisor 35 sólo está en la B.
¡Resultado demoledor! La intersección de todos los conjuntos de divisores es el conjunto vacío. No hay ni un solo divisor propio de 105 que esté presente en las seis configuraciones.
...
Concatenación y saltos: El desierto numérico
Si intentamos "pegar" todas estas configuraciones por sus extremos para ver si cubren un territorio continuo, nos llevamos una sorpresa. Al ordenar los intervalos por su extremo inferior:
... Configuración A: [-14, 20]
... Configuración D: [19, 23] (aquí hay un pequeño solape)
... Configuración B: [34, 36] (¡SALTO!)
Entre el 23 y el 34 no hay ninguna configuración que cubra ese hueco. El número impar, al no tener una distribución uniforme de divisores, genera "desiertos" en la recta numérica.
...
Densidad de divisores frente a bloques de consecutivos
Aquí es donde la "guerra de divisibilidad" se vuelve imposible de ganar para el número impar. Por un lado, las configuraciones son bloques compactos de números consecutivos (densidad 1). Por otro lado, los divisores de un número impar son pocos, están muy separados y su densidad es "hueca".
Para que la suma de divisores fuera siempre la misma (
2n
) en todos los moldes, los divisores tendrían que estar repartidos de una forma milagrosa para compensar esos huecos y esos saltos. Al final, un número con tantos centros de simetría es un sistema "esquizofrénico" que no puede decidir qué piezas usar para que la cuenta salga siempre igual.
La "soledad" del perfecto no es un capricho, es una necesidad vital para que la aritmética no colapse.
Y, bueno, hasta aquí. Lo principal es ese enfoque de las configuraciones centro-card de números consecutivos que suman el número y su relación con sus divisores.