神奇的缺8數(shù),你會嗎
來源:青島奧數(shù)網(wǎng)整理 2011-12-07 11:17:06
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缺8數(shù)12345679實際上與循環(huán)小數(shù)是一根藤上的瓜,因為:
1/81=0.012345679012345679012345679……,缺8數(shù)和1/81的循環(huán)節(jié)有關(guān)。
在以上小數(shù)中,為什么別的數(shù)碼都不缺,而唯獨缺少8呢?
我們看到,1/81=1/9×1/9,把1/9化成循環(huán)小數(shù),其循環(huán)節(jié)只有一位,即1/9=0.111111111……
1/9×1/9,即無窮個1的自乘。不妨先從有限個1的平方來看:
很明顯,11的平方=121,111的平方=12321,……,直到111111111的平方12345678987654321。
但現(xiàn)在是無窮個1的平方,長長的隊伍看不到盡頭,怎么辦呢? 缺8數(shù)隱藏在循環(huán)小數(shù)里
利用數(shù)學(xué)歸納法,不難證明,在所有的層次,8都被一一跳過。
那么,缺8數(shù)乘以9的倍數(shù)得到“清一色”就很好理解了,因為:
1/81×9=1/9=0.111111111……
缺8數(shù)乘以3的倍數(shù)得到“三位一體”也不難理解,因為:
1/81×3=1/27=0.037037037……,一開始就出現(xiàn)了三位的循環(huán)節(jié)。
缺8數(shù)乘以公差為9的等差數(shù)列時相當(dāng)于在原有基礎(chǔ)上每位數(shù)加1,自然就出現(xiàn)“走馬燈”了。
循環(huán)小數(shù)與循環(huán)群、周期現(xiàn)象的研究方興未艾,缺8數(shù)已引起人們的濃厚興趣與密切關(guān)注。由于計算機科學(xué)的蓬勃發(fā)展,人們越來越不滿足于泛泛的幾條性質(zhì),而更著眼于探索其精微的結(jié)構(gòu)。
缺8數(shù)的精細結(jié)構(gòu)引起研究者的濃厚興趣,人們偶然注意到:
12345679×4=49382716
12345679×5=61728395
前一式的數(shù)顛倒過來讀,正好就是后一式的積數(shù)。(雖有微小的差異,即5代以4,而根據(jù)“輪休學(xué)說”,這正是題中應(yīng)有之義)
這樣的“回文結(jié)對,攜手并進”現(xiàn)象,對(13、14)(22、23)(31、32)(40、41)等各對乘數(shù)(每相鄰兩對乘數(shù)的對應(yīng)公差均等于9)也應(yīng)如此。例如:
12345679×22=271604938
12345679×23=283950617
前一式的數(shù)顛倒過來讀,正好是后一式的積數(shù)。(后一式的2移到后面,并5代以4)
走馬燈
當(dāng)缺8數(shù)乘以19時,其乘數(shù)將是234567901,像走馬燈一樣,原先居第二位的數(shù)2卻成了開路先鋒。例如:
12345679×19=234567901
12345679×28=345679012
12345679×37=456790123
深入的研究顯示,當(dāng)乘數(shù)為一個公差等于9的算術(shù)級數(shù)時,出現(xiàn)“走馬燈”的現(xiàn)象。例如:
12345679×8=098765432
12345679×17=209876543
12345679×26=320987654
12345679×35=432098765
一以貫之
當(dāng)乘數(shù)超過81時,乘積將至少是十位數(shù),但上述的各種現(xiàn)象依然存在,真是“吾道一以貫之”。例如:
乘數(shù)為9的倍數(shù)
12345679×243=2999999997
只要把乘積中最左邊的一個數(shù)2加到最右邊的7上,仍呈現(xiàn)“清一色”。
乘數(shù)為3的倍數(shù),但不是9的倍數(shù)
12345679×84=1037037036
只要把乘積中最左邊的一個數(shù)1加到最右邊的6上,又出現(xiàn)“三位一體”。
乘數(shù)為3K+1或3K+2型
12345679×98=1209876542
表面上看來,乘積中出現(xiàn)雷同的2,但只要把乘積中最左邊的數(shù)1加到最右邊的2上去之后,所得數(shù)為209876543,是“缺1”數(shù),仍是輪流“休息”。
輪流休息
當(dāng)乘數(shù)不是9或3的倍數(shù)時,此時雖然沒有清一色或三位一體的現(xiàn)象,但仍可以看到一種奇異性質(zhì):乘積的各位數(shù)字均無雷同,缺少1個數(shù)字,而且存在著明確的規(guī)律。另外,在乘積中缺3、缺6、缺9的情況肯定不存在。例如乘數(shù)在區(qū)間[10,17]的情況(其中12和15因是3的倍數(shù),予以排除):
12345679×10=123456790(缺8)
12345679×11=135802469(缺7)
12345679×13=160493827(缺5)
12345679×14=172839506(缺4)
12345679×16=197530864(缺2)
12345679×17=209876543(缺1)
乘數(shù)在[19,26]及其他區(qū)間(區(qū)間長度等于7)的情況與此完全類似。乘積中缺什么數(shù),就像工廠或商店中職工“輪休”,人人有份,既不多也不少,實在有趣。
[編輯本段]三位一體
缺8數(shù)乘以3的倍數(shù)但不是9的倍數(shù),可以得到“三位一體”,例如:
12345679×12=148148148
12345679×15=185185185
12345679×33=407407407
12345679×57=703703703
12345679×78=962962962
清一色
缺8數(shù)乘以9的倍數(shù)可以得到“清一色”,例如:
12345679×9=111111111
12345679×18=222222222
12345679×27=333333333
12345679×36=444444444
12345679×45=555555555
12345679×54=666666666
12345679×63=777777777
12345679×72=888888888
12345679×81=999999999
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