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神奇的“缺8数”

1995 年第 1 期 · 知识窗 · 谈祥伯
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  “缺8数”——12345679,颇为神秘,故许多人在进行探索。   清一色   菲律宾前总统马科斯偏好的数字不是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。   “缺8数”实际上并非对7情有独钟,它是“一碗水端平”,对所有的数都“一视同仁”的:你只要分别用9的倍数(9,18……直到81)去乘它,则111111111,222222222……直到999999999都会相继出现。   三位一体   “缺8数”引起研究者的浓厚兴趣,于是人们继续拿3的倍数与它相乘,发现乘积竟“三位一体”地重复出现。例如:   12345679×12=148148148   12345679×15=185185185   12345679×57=703703703   轮流“休息”   当乘数不是3的倍数时,此时虽然没有“清一色”或“三位一体”现象,但仍可看到一种奇异性质:乘积的各位数字均无雷同。缺什么数存在着明确的规律,它们是按照“均匀分布”出现的。另外,在乘积中缺3、缺6、缺9的情况肯定不存在。   让我们看一下乘数在区间[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[19—26]及其他区间(区间长度等于7)的情况与此完全类似。   乘积中缺什么数,就像工厂或商店中职工“轮休”,人人有份,但也不能多吃多占,真是太有趣了!   一以贯之   当乘数超过81时,乘积将至少是十位数,但上述的各种现象依然存在,真是“吾道一以贯之”。随便看几个例子:   (1)乘数为9的倍数   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”。   (2)乘数为3的倍数,但不是9的倍数   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,又可看到“三位一体”现象。   (3)乘数为3K+1或3K+2型   12345679×98=1209876542,表面上看来,乘积中出现雷同的2,但据上所说,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,而根据上面的“学说”可知,此时正好轮到1休息,结果与理论完全吻合。   走马灯   冬去春来,24个节气仍然是立春、雨水、惊蛰……其次序完全不变,表现为周期性的重复。“缺8数”也有此种性质,但其乘数是相当奇异的。   实际上,当乘数为19时,其乘积将是234567901,像走马灯一样,原先居第二位的数2却成了开路先锋。深入的研究显示,当乘数为一公差等于9的算术级数时,出现“走马灯”现象。例如:   12345679×28=345679012   12345679×37=456790123   回文结对 携手同行   “缺8数”的“精细结构”引起研究者的浓厚兴趣,人们偶然注意到:   12345679×4=49382716   12345679×5=61728395   前一式的积数颠倒过来读(自右到左),不正好就是后一式的积数?(但有微小的差异,即5代以4,而根据“轮休学说”,这正是题中的应有之义。)   这样的“回文结对,携手并进”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)也应如此。例如:   12345679×67=827160493   12345679×68=839506172   遗传因子   “缺8数”还能“生儿育女”,这些后裔秉承其“遗传因子”,完全承袭上面的这些特性,所以这个庞大家族的成员几乎都同其始祖12345679具有同样的本领。   例如50672839是“缺8数”与41的乘积,所以它是一个衍生物。   我们看到,506172839×3=1518518517。   如前所述,“三位一体”模式又来到我们面前。   追本穷源   “缺8数”实际上与循环小数是一根藤上的瓜,因为   1/81=0.012345679。   在0.012345679中,为什么别的数码都不缺,应有尽有,而唯独缺少8呢?   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,即1/9=0.1。   如果你不怕麻烦,当然也可把它看成是0.1111……直到无穷。   无穷多个1的自乘,能办得到吗?不妨先从有限个1的平方来试试看。   很明显:11的平方=121,111的平方=12321,……,直到111111111的平方=12345678987654321。   但现在是无穷个1相乘,长长的队伍看不到尽头,怎么办呢?   利用数学归纳法,不难证明,在所有的层次,8都被一一跳过。   循环小数与循环群、周期现象的研究正方兴未艾,它已引起许多人的浓厚兴趣与密切关注。由于计算机科学的蓬勃发展,人们越来越不满足于泛泛的几条性质,而更着眼于探索其精微结构。
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