数学游戏|10个有趣的数学算术游戏( 二 )


69 + 96 = 165165 + 561 = 726726 + 627 = 13531353 + 3531 = 488489 的“回文数之路”则特别长,要到第 24 步才会得到第一个回文数,8813200023188 。
大家或许会想,不断地“一正一反相加”,最后总能得到一个回文数,这当然不足为奇了 。事实情况也确实是这样——对于 几乎 所有的数,按照规则不断加下去,迟早会出现回文数 。不过,196 却是一个相当引人注目的例外 。数学家们已经用计算机算到了 3 亿多位数,都没有产生过一次回文数 。从 196 出发,究竟能否加出回文数来?196 究竟特殊在哪儿?这至今仍是个谜 。
Farey 序列选取一个正整数 n 。把所有分母不超过 n 的 最简 分数找出来,从小到大排序 。这个分数序列就叫做 Farey 序列 。例如,下面展示的就是 n = 7 时的 Farey 序列 。
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定理:在 Farey 序列中,对于任意两个相邻分数,先算出前者的分母乘以后者的分子,再算出前者的分子乘以后者的分母,则这两个乘积一定正好相差1 !
这个定理有从数论到图论的各种证明 。甚至有一种证明方法巧妙地借助 Pick 定理,把它转换为了一个不证自明的几何问题!
唯一的解经典数字谜题:用 1 到 9 组成一个九位数,使得这个数的第一位能被 1 整除,前两位组成的两位数能被 2 整除,前三位组成的三位数能被 3 整除,以此类推,一直到整个九位数能被 9 整除 。
没错,真的有这样猛的数:381654729 。其中 3 能被 1 整除,38 能被 2 整除,381 能被 3 整除,一直到整个数能被 9 整除 。这个数既可以用整除的性质一步步推出来,也能利用计算机编程找到 。
另一个有趣的事实是,在所有由 1 到 9 所组成的 362880 个不同的九位数中,381654729 是唯一一个满足要求的数!
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数在变,数字不变123456789 的两倍是 246913578,正好又是一个由 1 到 9 组成的数字 。
246913578 的两倍是 493827156,正好又是一个由 1 到 9 组成的数字 。
把 493827156 再翻一倍,987654312,依旧恰好由数字 1 到 9 组成的 。
把 987654312 再翻一倍的话,将会得到一个 10 位数 1975308624,它里面仍然没有重复数字,恰好由 0 到 9 这 10 个数字组成 。
再把 1975308624 翻一倍,这个数将变成 3950617248,依旧是由 0 到 9 组成的 。
不过,这个规律却并不会一直持续下去 。继续把 3950617248 翻一倍将会得到 7901234496,第一次出现了例外 。
三个神奇的分数1/49 化成小数后等于 0.0204081632 …,把小数点后的数字两位两位断开,前五个数依次是 2、4、8、16、32,每个数正好都是前一个数的两倍 。
100/9899 等于 0.01010203050813213455 … ,两位两位断开后,每一个数正好都是前两个数之和(也即 Fibonacci 数列) 。
而 100/9801 则等于
0.0102030405060708091011121314151617181920212223 …。
利用组合数学中的“生成函数”可以完美地解释这些现象的产生原因 。

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