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      《趣味代數(shù)學(xué)》無限數(shù)位的大數(shù)

       循天園 2022-05-24 發(fā)布于廣西

      還有一些“尾巴長長”的數(shù),在經(jīng)過了連乘之后,所得的積仍舊帶有同樣的“長尾巴”,這與我們前面講過的25或76的特性是相同的。

      比如我們想要找出屬于這一類的三位數(shù),就需要在25或76前加上一位數(shù)字。

      仍舊以76為例,假設(shè)在它的前面增加的數(shù)字是k,那么得到的三位數(shù)就是:100k+76。以這個數(shù)為結(jié)尾的數(shù)可寫為1000a+100k+76、1000b+100k+76,等等。計算1000a+100k+76與1000b+100k+76的乘積可得:

      在這個結(jié)果的各部分當(dāng)中,除了最后兩數(shù)之外,其他各數(shù)都含有三個以上的0,因此我們只看最后兩個數(shù)。來計算一下這兩個數(shù)之和與100k+76的差:

      如果這個差能被1000整除,那么上面所求的兩數(shù)乘積就一定是以100k+76為結(jié)尾。從這個結(jié)果中我們可以看到,只有當(dāng)3=k時,這個差肯定能被1000整除。因此我們正在求的這個三位數(shù)是376,376具有我們目前所探討的這一特性,也就是它的任意次方同樣是結(jié)尾為376的數(shù),比如3762=141376。

      現(xiàn)在繼續(xù)找下去,這一次要找到的是一個具有這種特性的四位數(shù)。在376的前面加一位數(shù),假設(shè)這個數(shù)是l,那么當(dāng)l等于幾時,兩個以376為結(jié)尾的四位數(shù)10000a+1000l+376和10000b+1000l+376的積的結(jié)尾一定是1000l+376呢?你可以自己動筆計算一下,算出兩數(shù)之積后,將乘積中的括號去掉,結(jié)尾中不少于4個0的各項也去掉,剩下的兩項之和就是1000l+376。用這兩項之和減去1000+376:

      我們知道,只有當(dāng)這個差能被10000整除時,上面兩數(shù)乘積的結(jié)尾才會是1000l+376,因此9=l,我們所求的四位數(shù)是9376。

      如果還想繼續(xù)向前推理,那么用同樣的方法,可以得到09376、109376、7109376,等等。就這樣,一步一步地在求出的數(shù)前面(即左邊)的數(shù)位上不斷進(jìn)行添加,最終將得到一個有無限多個數(shù)位的“尾巴長長”的大“數(shù)”:

      ……7109376

      事實上,如果用同樣的方法對兩位數(shù)“76”進(jìn)行推理,那么也就是要求出在6的前面加一個什么數(shù)字,能使組成的兩位數(shù)具有我們所探討的這一特性,所以我們也可以說這個數(shù)位無限多的“數(shù)”……7109376,是在6前面逐一加上相應(yīng)的數(shù)得到的。

      這一類型的數(shù)能夠按照我們通常所用的規(guī)則進(jìn)行加法和乘法運算,原因在于使用豎式進(jìn)行加法或乘法運算時都必須從右向左完成,而且具有這一特性的兩數(shù)之和還可以逐位地減去任意多的數(shù)字。

      但你一定沒有想到的是,我們剛剛得到的那個有著無限多個數(shù)位的“尾巴長長”的“數(shù)”居然能夠滿足方程:

      這一點對于任何人來說都是難以置信的,那么它的依據(jù)是什么呢?

      由于這個數(shù)的結(jié)尾是76,那么它的平方(該數(shù)與它自身的乘積)的結(jié)尾一定也是76。但同樣的,它的結(jié)尾也一定是376,或者9376……換一個說法就是:當(dāng)x的值是“……7109376”時,對它的平方x2的值從右向左逐位去掉每個數(shù)位上的數(shù)字,一定會得到一個與x的值相等的數(shù),因此x2=x在這里是成立的。

      我們已經(jīng)分析過了結(jié)尾為76的數(shù),用同樣的方法也可以對結(jié)尾是5的數(shù)進(jìn)行分析,并可以得到5、25、625、0625、90625、890625、2890625……最終也將得到一個有無限多個數(shù)位的大“數(shù)”:

      ……2890625

      同時,它也可以滿足方程x2=x,并且能夠證實這個數(shù)“等于”:

      這個結(jié)果無疑令人覺得樂趣無窮,如果用代數(shù)語言來描述它,那就是:方程x2=x(x=0和x=1除外)有兩個“無限”的解,它們分別是:x=……7109376和x=……2890625,在十進(jìn)制中,只有這兩個解。

      這種數(shù)位無限多的數(shù)在其他進(jìn)制中也有,并非十進(jìn)制的“專利”。(俄.別萊利曼)

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