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科普专题:神奇的缺8数

2021-06-28 09:42:31  点击:[]


“8”是一个很特别的数字。在中国人的传统观念中,“8”与“发”谐音,有着发财、发达的含义,所以含有“8”的车牌、手机号都很受人欢迎;在西方观念中,“8”象征再生数、复活数、永恒的数。所以“8”是很让人喜欢的。但是,有一串神奇的数字“缺8数”却是没有8的。这串神奇的数字是“12345679”,因为没有8,所以被称为"缺8数"。它有诸多奇妙的性质。

有这么一则轶事:菲律宾前总统马科斯偏爱的数字不是8,却是7。于是有人对他说: “总统先生,你不是挺喜欢7吗?拿出你的计算器,我可以送你清一色的7。“接着,这人就用"缺8数"乘以63,顿时, 777777777映入了马科斯先生的眼帘。

事实上我们还可以问马科斯总统:“总统先生,您最不喜欢那个数呢?“假设马科斯先生不喜欢4,那么我们就可以用"缺8数"乘以23,即12345679×23=283,950,617—这个数包含了0到9里除了4以外的所有数字,也就是说我们把总统先生不喜欢的数字屏蔽了。

上面的的两个例子体现了"缺8数"的“清一色”和“轮流休息“两个有意思的规律:

(1)“清一色”之谜:

这个可不是我们听过的麻将中的清一色,而是缺8数的一种特殊形式。其规律是缺8数在乘1-81中9的倍数可以得到“清一色”。即缺8数与9,18,27,36,45,54,63相乘会得到一串清一色的数字。

12345679×9=111111111

12345679×18=222222222

12345679×27=333333333

12345679×36=444444444

12345679×45=555555555

12345679×54=666666666

(2)“轮流休息“之谜

当缺8数与10、11、13、14、16、17相乘,可以发现当乘数不是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异性质:乘积的各位数字均无雷同,并缺少1个数字,而且存在着明确的规律。另外,在乘积中缺3、缺6、缺9的情况肯定不存在,就轮不到它们休息了:

12345679×10=123456790(数字8休息)

12345679×11=135802469(数字7休息)

12345679×13=160493827(数字5休息)

12345679×14=172839506(数字4休息)

12345679×16=197530864(数字2休息)

12345679×17=209876543(数字1休息)

这些神奇的规律其实是我们熟知的数学原理在起作用,比如说“清一色”的规律。这其实是因为"缺8数"实际上与循环小数是一根藤上的瓜:

1/81=0.012345679012345679012345679……,

也就是说"缺8数"和1/81的循环节有关。

在以上小数中,为什么别的数码都不缺,而唯独缺少8呢?

事实上,我们看到,1/81=1/9×1/9,把1/9化成循环小数,其循环节只有一位,1/9=0.111111111……

1/9×1/9,即无穷个1的自乘。不妨先从有限个1的平方来看:

很明显,11的平方=121,111的平方=12321,……,直到111111111的平方=12345678987654321。

但无穷个1的平方,长长的队伍看不到尽头,怎么办呢?缺8数隐藏在循环小数里利用数学归纳法,不难证明,在所有的层次,8都被一一跳过。那么,缺8数乘以9的倍数得到"清一色"就很好理解了,因为:1/81×9=1/9=0.111111111……

"缺8数"还有“三位一体”、“一以贯之”、“走马灯”等有趣的规律。一串特殊的数字可以得到如此多的结论,数学的魅力当真是无穷!


整理:倪丹


参考文献:

【1】 新华网神奇的缺8数 (来源:科普中国-科学原理)http://vocy.cn/vocy/vocyArticle/preview/4571

【2】 百度百科 12345679_百度百科 (baidu.com)

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