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1,前言 數(shù)字海洋是一個絢麗多彩的萬花筒。它浩瀚無垠,深不知底,廣不見岸。其中蘊藏著無窮奧秘。在這個海洋里,幾千年來,人類一直在不停地探索、研究,雖然已經(jīng)揭開它的部分面紗,但是背后隱藏的奧妙,還深邃莫測。 當數(shù)字中蘊含的某些奇妙特性被揭示出來,當運算中發(fā)現(xiàn)了某種奇異現(xiàn)象,驚詫贊嘆之感便油然而生。那些規(guī)律性的運算現(xiàn)象,那些象形性的數(shù)字排列,更激發(fā)了人們研究探索的熱情。 人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)各種各樣非常奇特的數(shù):音樂數(shù)、奇異數(shù)、魔術(shù)數(shù)……還發(fā)現(xiàn)運算中出現(xiàn)的數(shù)字山、數(shù)字塔、數(shù)字黑洞、數(shù)字旋渦…… 走進數(shù)海便如同進入魔宮,那五彩繽紛絢麗多姿的數(shù)字奇景,令人目不暇接,留連忘返。 數(shù)字奇觀,是人類在數(shù)海遨游中發(fā)現(xiàn)的奇特風景,它僅僅是數(shù)學海洋這個奇妙世界的一小部分。毫無疑問那些隱藏在數(shù)海深處的秘密,還有待于后來者進一步地探索、發(fā)現(xiàn)。 然而,僅這些已發(fā)現(xiàn)的數(shù)字奇景,也足以令人驚詫叫絕。 2.完全數(shù) 一個數(shù)恰好與它自身全部因數(shù)的和相等,這種數(shù)叫做“完全數(shù)”。 如:6=1×2×3=1+2+3 6的全部因數(shù)是1、2、3,這些因數(shù)相加所得的數(shù),恰好也等于6。6,便是完全數(shù)。 自然數(shù)無窮無盡,在整個自然數(shù)中,完全數(shù)也僅僅似滄海一粟。這樣,如何尋找完全數(shù)便成了數(shù)學家的研究課題。 大數(shù)學家歐幾里德,曾得出一個科學的論斷: 如果2p-1是質(zhì)數(shù),那么(2p-1)·2p-1 便是一個完全數(shù)。 按照這個公式,我們先對6進行驗證: 當p=2時: 2p-1=22-1=3,3是質(zhì)數(shù),則: (2p-1)·2p-1=(22-1)·22-1=6 符合公式要求,所以6是完全數(shù)。 假如p=3呢? 代入式子: (2p-1)·2p-1=(23-1)×23-1=28 28也是完全數(shù)。 不過,你不要以為完全數(shù)是很容易發(fā)現(xiàn)的。經(jīng)過許多數(shù)學家的辛勤努力,至今才僅僅找到30個完全數(shù),而且都是偶數(shù)。 奇數(shù)中難道沒有完全數(shù)嗎? 許多人作了耐心的探索。有人把長達36位以內(nèi)的自然數(shù)全部驗證了一遍,仍沒有發(fā)現(xiàn)一個奇數(shù)完全數(shù)! 但是,能不能就此斷定奇完全數(shù)根本不存在呢?誰也不敢說。驗證的數(shù),雖然很多,但是在自然數(shù)的茫茫大海中,仍僅僅是“一粟”而已! 完全數(shù)仍然是沒有解開的謎! 3.音樂數(shù) 彈三弦或拉二胡總是要手指在琴弦上有規(guī)律地上下移動,才能發(fā)出美妙的聲音來。假如手指胡亂地移動,便彈不成曲調(diào)了。 那么,手指在琴弦上移動對發(fā)聲有什么作用呢? 原來聲音是否悅耳動聽,與琴弦的長短有關(guān)。長度不同,發(fā)出的聲音也不同。手指的上下移動,不斷地改變琴弦的長度,發(fā)出的聲音便高低起伏,抑揚頓挫。 如果是三根弦同時發(fā)音,只有當它們的長度比是3∶4∶6時,發(fā)出的聲音才最和諧,最優(yōu)美。后來,人們便把奇妙的數(shù)3、4、6叫做“音樂數(shù)”。所以,古時候人們把音樂也作為數(shù)學課程的一部分進行教學。 音樂數(shù)3、4、6,是古希臘的大數(shù)學家畢達哥拉斯發(fā)現(xiàn)的。 相傳,畢達哥拉斯一次路過一家鐵匠鋪,一陣陣鏗鏗鏘鏘的打鐵聲吸引了他。那聲音高高低低,富有節(jié)奏。他不禁止步不前,細心觀察,原來那聲音的高低變化是隨著鐵錘的大小和敲擊的輕重而變化的。受此啟發(fā),回家后他進行很多次試驗,尋找使琴弦發(fā)聲協(xié)調(diào)動聽的辦法。最后終于發(fā)現(xiàn):樂器三弦發(fā)音的協(xié)調(diào)、和諧與否,與三弦的長度有關(guān),而長度比為3∶4∶6為最佳。從此,人們便把3、4、6稱作音樂數(shù)。 4.相親數(shù) 人們常用“你中有我,我中有你”來表達兩個人的親密關(guān)系。令人驚奇的是:在無聲無息的數(shù)字群體中,竟然也有這樣關(guān)系密切的“相親數(shù)”! 220與284就是這種“你中有我,我中有你”的相親數(shù),它們的特點是:彼此的全部約數(shù)和(本身除外)都與另一方相等。 把220的全部約數(shù)(除掉本身)相加是: 1+2+4+5+10+11+20+22+44+55+110=284 同樣,把284的全部約數(shù)(除掉284本身)相加的和是: 1+2+4+71+142=220 相親數(shù),使古今中外的數(shù)學愛好者產(chǎn)生了極大的興趣。大數(shù)學家弗爾馬、笛卡爾和歐拉等人也都進行過研究。特別是歐拉,他在1750年一口氣向公眾宣布了60對相親數(shù),這使人們大開眼界! 此后,關(guān)于相親數(shù)的話題,冷了一百多年。人們普遍認為:相親數(shù)研究的“頂峰”,已經(jīng)被大數(shù)學家歐拉占領(lǐng)了,其他人不會再有新的突破了! 可是,令人驚奇的是:一個年僅16歲的意大利青年巴格尼尼卻驚世駭俗地宣稱:1184與1210是僅僅比220與284稍大的第二對相親數(shù)!原來,盡管歐拉算出了長達幾十位、天文數(shù)字般的相親數(shù)60對,卻偏偏遺漏了近在身邊的第二對。 當時已是1866年,大數(shù)學家歐拉早已長眠于地下了! 5.喀氏數(shù) 喀氏,指的是印度數(shù)學家喀普利卡。 一天,喀普利卡從鐵道經(jīng)過,一個偶然的現(xiàn)象,引起了他的思考:一塊里程指示牌被龍卷風攔腰折斷。那上面寫著的3025公里,四位數(shù)字被一分為二:30 25。 見此景象,喀普利卡心里一亮:“這個數(shù)好奇怪呀!30+25=55,而552=3025,原數(shù)不是又再次重現(xiàn)了嗎?” 此后,他便研究、搜尋這類數(shù)字,竟然發(fā)現(xiàn)了一大批具備這種特點的數(shù)。 如:2025 20+25=45 452=2025 9801 98+1=99 992=9801 人們把這種怪數(shù)命名為“喀普利卡數(shù)”,簡稱“喀氏數(shù)”,也有稱為“分和累乘再現(xiàn)數(shù)”。 喀氏數(shù)不僅存在于四位數(shù),其他位數(shù)的數(shù)也有。如美國數(shù)學家亨特,發(fā)現(xiàn)了一個八位數(shù)的喀氏數(shù):60481729 6048+1729=7777 77772=60481729 瞧,把它攔腰切斷,再揉合一起,最后只要翻個身(自乘),便又完好無損地站到我們面前了。這簡直如“分尸再續(xù)”的魔術(shù)一般,令人驚奇、贊嘆! |
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