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(7、8、4),按照从大到小的顺序重新排列,得到874。显然,它是用7、8、4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495、6174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a、b、c、d,不妨假定a≥b≥c≥d,而且a=b=c=d不成立。又设数字按从大到小排列得到的是M,则有
M=1000a+100b+10c+d。
设数字由小到大的排列得到的是N,则有
N=1000d+100c+10b+a。
因此有
M-N=1000(a-d)+100(b-c)+10(c-d)+(d-a)
=999(a-d)+90(b-c)。
在上面的式子里有 a-d≥b-c,且a-d≥1。进一步,我们令a-d=1,则有(b-c)的值是0、1;令a-d=2,则有(b-c)的值是0、1、2,依次类推,当a-d=9时,(b-c)的值是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,这样共有2+3+4+5+…+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。