奇妙的自然数

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奇妙的自然数

    奇妙的自然数
    1、2、3、……,这些人人熟悉而又简单的自然数,有着许多奇妙有趣的性质。
    图中左下角是一个小正方形,由此开始,第一层虚线标出了三个小正方形,第二层虚线标出了五个小正方形……,它说明了下面一些有趣的事实:
    1=1=1×1
    1+3=4=2×2
    1+3+5=9=3×3......
    ……
    1+3+5+7+9+11+13+15=64=8×8
    一般地,如果n是一个自然数,则:1+3+5+……+(2n-1)=n×n。
    对于所有的自然数,下面的式子也是正确的:
    1×1×1=1×1,
    (1×1×1)+(2×2×2)=1+8=9=(1+2)×(1+2)
    再来看6174这个数。把它的各位数字从大到小写一遍,再从小到大写一遍,然后相减:7641-1467=6174。结果竟与原数6174一样。有趣的是,如果随便取一个四位数,只要它的四个数字不全相同,按上述方法对它处理,并重复多次,最终都将得到6174这个数。比如0923:
    9320-0239=9081,
    9810-0189=9621,
    9621-1269=8352,
    8532-2358=6174。
    对随便一个六位数按上述方法计算,会得到3种结果:(1)631764的重复;(2)549945的重复;(3)下列七个数的循环:840852,860832,862632,642654,420876,851742,750843。
    对八位数也有类似的结果,其中一个关键的数是63317664;对十位数来说,关键的数是6333176664,从四位数到十位数,用上述方法处理的结果,都与6174这个数有关。
    1930年,意大利的杜西教授作了如下的观察:
    在一个圆周上放上任意四个数,例如:8,43,17,29, 让两个相邻的数相减,并且总是大的减小的,如此下去,在有限步之内必然会出现四个相等的数。科学家还证明,如果四个数中最大的是n, 则在重复4n-1步时,四个差数将相同。
    三位数也有奇妙的性质。
    任取一个三位数,将各位数字倒着排出来成为一个新的数,加到原数上,反复这样做,对于大多数自然数,很快就会得到一个从左到右读与从右到左读完全一样的数。比如从195开始:
    195+591=786
    786+687=1473
    1473+3741=5214
    5214+4125=9339
    只用四步就得到了上述结果。这个结果称为回文数,也称对称数。但是,也有通过这个办法似乎永远也变不成回文数的数, 其中最小的数是196,它在被试验到5万步,达到21000位时,仍没有得到回文数。在前10万个自然数中, 有5996个数像196这样似乎永远也产生不出一个回文数,但至今没有人能证实或否定这一猜测。于是196问题,成了世界性的难题。
    专门研究数的各种性质的数学分支,叫做数论,其中有许多既有趣又困难的问题,科学家们正努力加以解决。