迴文數

迴文數

“回文”是指正讀反讀都能讀通的句子,它是古今中外都有的一種修辭方式和文字遊戲,如“我為人人,人人為我”等。在數學中也有這樣一類數字有這樣的特徵,成為迴文數(palindrome number)。設n是一任意自然數。若將n的各位數字反向排列所得自然數n1與n相等,則稱n為一迴文數。例如,若n=1234321,則稱n為一迴文數;但若n=1234567,則n不是迴文數。

簡介

迴文數是指一個像16461這樣“對稱”的,即:將這個數的數字按相反的順序重新排列後,所得到的數和原來的數一樣。這裡,“回文”是指像“媽媽愛我,我愛媽媽”這樣的,正讀反讀都相同的單詞或句子。

迴文數在休閒數學領域備受關注。一個典型的問題就是,尋找那些具有某種特性,並且符合回文特徵的數。例如:

回文素數:2,3,5,7,11,101,131,151,… A002385回文完全平方數:0,1,4,9,121,484,676,10201,12321,… A002779

BuckminsterFuller(BuckminsterFuller)在其著作《協同學》(Synergetics)中把迴文數也叫做沙拉扎數(ScheherazadeNumbers),沙拉扎是《一千零一夜》中那位講故事的王妃、即宰相的女兒的名字。

直觀地,在任意的基下都存在著無窮多個迴文數。可以這樣說明:在任意的基下,一個象101,1001,10001,…(即由一個1後接n個0再後接一個1)這樣的數可組成一個無窮多項的序列,其各項全部都是迴文數,因此這個基下的迴文數有無窮多個(其中包括但不限於該序列中的無窮多個項)。

十進制迴文數

10基數下,所有單個數字{0、1、2、3、4、5、6、7、8、9}都是迴文數。

兩位數的迴文數有9個:

{11,22,33,44,55,66,77,88,99}.

三位數中有90個迴文數:

{101,111,121,131,141,151,161,171,181,191,...,909,919,929,939,949,959,969,979,989,999}

四位數中也有90個迴文數:

{1001,1111,1221,1331,1441,1551,1661,1771,1881,1991,...,9009,9119,9229,9339,9449,9559,9669,9779,9889,9999},

因此總共有199個小於104的迴文數。小於105的迴文數有1099個,對其它的10的整數冪10n來說,分別有:1998,10998,19998,109998,199998,1099998,...(OEIS中的數列A070199)個迴文數。

其它的基數下的迴文數

也可在十進制以外的其它數系中考慮迴文數。例如,在二進制中的迴文數有:

0,1,11,101,111,1001,1111,10001,10101,11011,11111,100001,…

以上這些數在十進制中即:0,1,3,5,7,9,15,17,21,27,31,33,…(OEIS中的數列A006995)。梅森素數構成了二進制回文素數的一個子集。

通常在一個基數下的迴文數在另一個基數下就不再是迴文數。例如:1646110=404D16。(下標的數字表示的是基數,即n16表示以十六進制寫出的n)。然而,有些數字在幾個基數中都是迴文數(稱為“協回文的”,copalindromic),例如10510在五個不同的基數下都是迴文數:12214=1518=7714=5520=3334;十進制數1991在十六進制中為7C7,也是回文的。

在以18為基時,7的一些冪是回文的:

73=11174=77776=1232179=1367631

對任意數n,在所有b≥n+1的基數b下都是回文的(因為這時n是一個單位數);在基為n−1時同樣也是迴文數(因為這時n就成了11n−1)。如果對於2≤b≤n−2,某數在基b下都是非迴文數,則稱其是一個嚴格非迴文數(Strictlynon-palindromicnumber)。例如6在二進制是110,三進制是20,四進制是12,都不是迴文數,因此它是嚴格非迴文數。這樣的數其中一個特質是6以上的數都是質數。首幾項:1,2,3,4,6,11,19,47,53,79,103,...(OEIS:A016038)

1000以內的迴文數

在自然數中,最小的迴文數是0,其次是

1,2,3,4,5,6,7,8,9,11,22,33,44,55,66,77,88,99,101,111,121,131,141,151,161,171,181,191,202,212,222,232,242,252,262,272,282,292,303,313,323,333,343,353,363,373,383,393,404,414,424,434,444,454,464,474,484,494,505,515,525,535,545,555,565,575,585,595,606,616,626,636,646,656,666,676,686,696,707,717,727,737,747,757,767,777,787,797,808,818,828,838,848,858,868,878,888,898,909,919,929,939,949,959,969,979,989,999.

平方回數

定義:一個迴文數,它同時還是某一個數的平方,這樣的數字叫做平方回數。例如:121。

100以上至1000以內的平方回數只有3個,分別是:121、484、676。

其中,121是11的平方。

484是22的平方,同時還是121的4倍。

676是26的平方,同時還是169的4倍。

舉例

任意某一個數通過以下方式相加也可得到

如:29+92=121還有194+491=685,586+685=1271,1271+1721=2992

不過很多數還沒有發現此類特徵(比如196,下面會講到)

另外個別平方數是迴文數

1的平方=1

11的平方=121

111的平方=12321

1111的平方=1234321
。。。。

依次類推

3×51=153

6×21=126

4307×62=267034

9×7×533=33579

上面這些算式,等號左邊是兩個(或三個)因數相乘,右邊是它們的乘積。如果把每個算式中的“×”和“=”去掉,那么,它們都變成迴文數,所以,我們不妨把這些算式叫做“回文算式”。還有一些回文算式,等號兩邊各有兩個因數。請看:

12×42=24×21

34×86=68×43

102×402=204×201

1012×4202=2024×2101

不知你是否注意到,如果分別把上面的回文算式等號兩邊的因數交換位置,得到的仍是一個回文算式,比如:分別把“12×42=24×21”等號兩邊的因數交換位置,得到算式是:

42×12=21×24

這仍是一個回文算式。

還有更奇妙的回文算式,請看:

12×231=132×21(積是2772)

12×4032=2304×21(積是48384)

這種回文算式,連乘積都是迴文數。

四位的迴文數有一個特點,就是它決不會是一個質數。設它為abba,那它等於a*1000+b*100+b*10+a,1001a+110b。能被11整除。

六位的也一樣,也能被11整除

還有,人們藉助電子計算機發現,在完全平方數、完全立方數中的迴文數,其比例要比一般自然數中迴文數所占的比例大得多。例如11^2=121,22^2=484,7^3=343,11^3=1331,11^4=14641……都是迴文數。

國內外研究現狀 

人們迄今未能找到五次方,以及更高次冪的迴文數。於是數學家們猜想:不存在nk(k≥5;n、k均是自然數)形式的迴文數。

在電子計算器的實踐中,還發現了一樁趣事:任何一個自然數與它的倒序數相加,所得的和再與和的倒序數相加,……如此反覆進行下去,經過有限次步驟後,最後必定能得到一個迴文數。

這也僅僅是個猜想,因為有些數並不“馴服”。比如說196這個數,按照上述變換規則重複了數十萬次,仍未得到迴文數。但是人們既不能肯定運算下去永遠得不到迴文數,也不知道需要再運算多少步才能最終得到迴文數。

用visual basic6.0 計算回文

fori=100to99999'這裡從100開始後面可以隨便填,我這裡填99999表示所有3位數到五位數之間的迴文數

ifStrReverse(i)=ithenprinti'用StrReverse函式判斷倒序後的數和原來數是否相同,如果相同者表示此數為迴文數

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趣味數學以帶有強烈的遊戲色彩知名於世。歐拉就是通過對bridge-crossing之謎的分析打下了拓撲學的基礎。萊布尼茨也寫到過他在獨自玩插棍遊戲時分析問題的樂趣。希爾伯特證明了切割幾何圖形中的許多重要定理。馮·紐曼奠基了博弈論。最受大眾歡迎的計算機遊戲—生命是英國著名數學家康威發明的。愛因斯坦也收藏了整整一書架關於數學遊戲和數學謎的書。

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