缺“8”的数字更奇妙

时间:2022-09-02 12:49:25

缺“8”的数字更奇妙

由于数字“8”的发音与“发”相近,所以“8”在生活中被人们青睐,带“8”的日期常被选为良辰吉日,带“8”的号码常被当成幸运号码……然而,在数学中,缺了“8”的数字以其特有的一些性质引起了人们的密切关注,通过研究,人们发现,缺“8”的数字更奇妙。

自然数12345679被称为“缺8数”,它有着许多奇妙的性质。

清一色

缺8数乘以9的倍数可以得到“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

三位一体

缺8数乘以3的倍数但不是9的倍数,可以得到“三位一体”,例如:

12345679×12=148148148

12345679×15=185185185

12345679×33=407407407

12345679×57=703703703

12345679×78=962962962

轮流休息

当乘数不是9或3的倍数时,此时虽然没有清一色或三位一体的现象,但仍可以看到一种奇怪的特点:乘积的各位数字均无雷同,都缺少一个数字,而且存在着明显的规律。另外,在乘积中缺3、缺6、缺9的情况肯定不存在。例如乘数在区间[10,17]的情况(其中12和15因是3的倍数,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)

乘数在区间[19,26]及其他区间(区间长度等于7)的情况与此完全类似(你可以计算试试)。至于乘积中缺什么数,就像工厂或商店中的职工“轮休”一样,实在有趣。

一以贯之

当乘数超过81时,乘积将至少是10位数,但上述的各种现象依然存在,真是“一以贯之”。

例如乘数为9的倍数时:

12345679×243=2999999997

只要把乘积中最左边的一个数2加到最右边的7上,仍呈现“清一色”。

例如乘数为3的倍数,但不是9的倍数时:

12345679×84=1037037036

只要把乘积中最左边的一个数1加到最右边的6上,又出现了“三位一体”。

例如乘数为3k+1或3k+2型时:

12345679×98=1209876542

从表面上看来,乘积中出了现雷同的2,但只要把乘积中最左边的数1加到最右边的2上去之后,所得数为209876543,是“缺1数”,仍符合“轮流休息”规律。

走马灯

当缺8数乘以19时,其乘积将是234567901,像走马灯一样,原先居第二位的数“2”在乘积中成了开路先锋。例如:

12345679×19=234567901

12345679×28=345679012

12345679×37=456790123

深入研究显示,当乘数为一个公差等于9的算术级数时,就会出现“走马灯”现象。例如:

12345679×8=098765432

12345679×17=209876543

12345679×26=320987654

12345679×35=432098765

回文结对 携手同行

缺8数的精细结构引起了研究者的浓厚兴趣,有人偶然发现了下面的规律:

12345679×4=49382716

12345679×5=61728395

前一式的乘积颠倒过来,跟后一式的乘积几乎相同,虽有微小的差异,即“5”代替了“4”,但根据“轮休”规律,这应该是正常现象。

这种“回文结对,携手并进”的现象,对(13、14)(22、23)(31、32)(40、41)等各对乘数(每相邻两对乘数的对应公差均等于9)也同样适用。例如:

12345679×22=271604938

12345679×23=283950617

前一式的乘积颠倒过来,基本上是后一式的乘积,其中后一式乘积中的“2”有移动,并且“5”代替了“4”。

为什么缺少了“8”,数字就会呈现出这么多有趣的规律呢?

缺8数12345679实际上与循环小数是一根藤上的瓜:

=0.012345679012345679012345679……

原来,缺8数跟的循环节有关!

利用数学归纳法不难推出,的循环小数的所有层次,8都被一一跳过。

我们知道,=×,把化成循环小数时,其循环节只有一位,即0.111111111……

那么,缺8数乘以9的倍数得到“清一色”就很好理解了,因为:

×9==0.111111111……

缺8数乘以3的倍数得到“三位一体”也不难理解,因为:

×3==0.037037037……,一开始就出现了3位的循环节。

缺8数乘以公差为9的等差数列时相当于在原有基础上的每位数加1,自然就出现了“走马灯”现象。

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