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五年级:数字磁铁

彭林

  人们称495是三位数中的一个怪数,说它像磁铁:任意一个数字不全相同的三位数,按照一定的规则减来减去,最多不超过6次运算,都会被它“吸引”过去――变成495

  信不信由你,它真的这么怪。

  给定一个三位数,例如784。把这个数中的各位数字(784),按照从大到小的顺序重新排列,得到874。显然,它是用784组成的所有三位数中最大的一个数。同样,可以排成最小的:478。“最大数”和“最小数”相减,有

  继续对差数396作同样运算,又有

  再对所得的结果作同样的运算,于是

  至此,如果按照上面的规则继续算下去,结果总是495――出现了一个不变的常数495

  这是自然数王国的又一件怪事!

  其他多位数中是不是也有这样的怪数呢?除了495外,四位数中也有类似的怪数6174

  请看下面的例子:

  

  人们将4956174称为“磁铁数”。把这个事实称为“磁铁数定理”。与我们提到过的“角谷猜想”不同,这个事实已经被证明了。下面我们来看看四位数的“磁铁数定理”的证明过程。

  设一个四位数的4个数字是abcd,不妨假定abcd,而且abcd不成立。又设数字按从大到小排列得到的是M,则有

  M1000a+100b10c+d

  设数字由小到大的排列得到的是N,则有

  N1000d100c+10b+a

  因此有

  M-N=1000a-d+100bc)+10cd)+(d-a

  =999a-d+90b-c)。

  在上面的式子里有 adbc,且ad1。进一步,我们令ad1,则有(bc)的值是01;令ad2,则有(bc)的值是012,依次类推,当ad9时,(bc)的值是0123456789,这样共有2345+…+10=54种情况,将这些值一一代入上式,并加以验证,按照上面的规定进行运算,不出6

想想练练

  1.任写20个数字不全相同的三位数,按文中约定方法计算,看最后结果是不是495

  2.任写15个数字不全相同的四位数,按本文约定的计算,看最后结果是不是6174

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