神奇的回歸數(shù)猜想

英國大數(shù)學(xué)家哈代(G.H.Hardy,1877——1947)曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象,就是有這樣一些數(shù),他們都是三位數(shù),而且他們等于各位數(shù)字的三次冪之和,例如153=13+53+33 ,371=33+73+13 ,370=33+73+03 ,407=43+03+7 這種巧合真的是很奇妙。

有人在讀了哈代這個有趣的發(fā)現(xiàn)后,又在有多位的數(shù)字中尋找符合這個規(guī)律的數(shù),最后也真的找到這樣一些數(shù)字。人們把這種其值等于各位數(shù)字的N次冪之和的N 位數(shù),稱為N位N 次冪回歸數(shù)。

例如,數(shù)字四(五,六)次冪之和的四(五,六)位數(shù)1634=14+64+34+44,54748=55+45+75+45+85 ,548834=56+46+86+86+36+46 ,人們自然會問,什么樣的自然數(shù)N有回歸數(shù)?

 

這樣的N是有限個,還是無窮多個? 對于已經(jīng)給定的N,如果有回歸數(shù),那么有多少個回歸數(shù)?  我們來看看這種回歸數(shù)有什么規(guī)律呢?

1986年美國的一位數(shù)學(xué)教師安東尼.迪拉那(Anthony Diluna)巧妙地證明了使N位數(shù)成為回歸數(shù)的N只有有限個。設(shè)An 是這樣的回歸數(shù),即:

An=a1a2a3……an=a1n+a2n+……+ann (其中 0<=a1,a2,……an<=9)

從而 10n-1<=An<=n9n 即 n 必須滿足 n9n>10n-1 也就是 (10/9)n<10n ⑴

隨著自然數(shù)N的不斷增大,,(10/9)n 值的增加越來越快,很快就會使得 ⑴ 式不成立,因此,滿足⑴的 n 不能無限增大,即 n 只能取有限多個.進(jìn)一步的計算表明:

(10/9)60=556.4798...<10*60=600 (10/9)61=618.3109...>10*61=610

對于 n>=61,便有 (10/9)n>10n

由此可知,使(1)式成立的自然數(shù) n<=60,故這種回歸數(shù)最多是60位數(shù),迪拉那說,他的學(xué)生們早在1975年借助于哥倫比亞大學(xué)的計算機(jī)得到下列回歸數(shù):

一位回歸數(shù) (夜百荷數(shù)) :1,2,3,4,5,6,7,8,9
二位回歸數(shù):不存在 (菊花數(shù))  (20,4,16,37,58,89,145,42)
三位回歸數(shù) (水仙花數(shù))  153, 370, 371, 407
四位回歸數(shù) (桃花數(shù))  1634,8208,9474
五位回歸數(shù) (梅花數(shù))  54748,92727,93084
六位回歸數(shù)(雪花數(shù)) 548834
七位回歸數(shù)(玫瑰數(shù)) 1741725,4210818,9800817,9926315 
八位回歸數(shù)(牡丹數(shù)) 24696050,24696051,88593477 
   
九位回歸數(shù) () 146511208, 472335975,534494836 ,912985153 
十位回歸數(shù) () 4679307774
十一位回歸數(shù) 82693916578 44708635679 94204591914 32164049651 42678290603 40028394225  32164049650 49388550606 
十二位回歸數(shù) 無解
十三位回歸數(shù) 0564240140138(只有廣義解一組) 
十四位回歸數(shù) 28116440335967 
十五位回歸數(shù) 無解 
十六位回歸數(shù) 4338281769391371 4338281769391370 
十七位回歸數(shù) 35641594208964132 21897142587612075 35875699062250035 233411150132317(廣義解) 
十八位回歸數(shù) 無解 
十九位回歸數(shù) 4498128791164624869 4929273885928088826 3289582984443187032 1517841543307505039 
二十位回歸數(shù) 14543398311484532713 63105425988599693916 
二十一位回歸數(shù) 128468643043731391252 449177399146038697307 
二十二位回歸數(shù) 無解 
   
三十二位回歸數(shù) 17333509997782249308725103962772
五十六位回歸數(shù) 02193762240761908392137860899658607674401938496187046968

但是此后對于哪一個自然數(shù) n (<=60)還有回歸數(shù)?對于已經(jīng)給定的n ,能有多少個回歸數(shù)?最大的回歸數(shù)是多少?  12、13、15、18、22

3、現(xiàn)基本找齊60以內(nèi)的廣義花朵數(shù),已找到的最大的廣義花朵數(shù)為

02193762240761908392137860899658607674401938496187046968

位數(shù):02193762240761908392137860899658607674401938496187046968

三、循環(huán)圈花朵數(shù),我們將完整花朵數(shù)與廣義花朵數(shù)都看做循環(huán)次數(shù)(周期)為1次的循環(huán)圈花
朵數(shù)。那么,一般地循環(huán)次數(shù)為M的就叫M次循環(huán)圈花朵數(shù)。1本身也是一個特殊的1次循環(huán)圈花朵
數(shù)。當(dāng)N是大于0的整數(shù)時:

1、對于任意N位數(shù),N次冪來說,循環(huán)圈花朵數(shù)一定存在,至少有一個圈存在,如N等于2。

2、對于任意N位數(shù),N次冪來說,最小的圈循環(huán)次數(shù)(周期)(1本身也是一個特殊的循環(huán)圈花朵數(shù),除開1這個數(shù)之外)不一定是1,也不一定是2,對于不同的N來說不一樣,如N=12時,最小的圈是5,它們是:

785119716404(5次),

381286065015,

142281334933,

351184701607,

098840282759,

N=18時,最小的圈是2,它們是:187864919457180831,375609204308055082,

3、對于任意N位數(shù),N次冪來說,最大的圈相對N位數(shù)來說是很小的,但可能上千萬,甚至上億。已找到的最大的圈超過了億。

4、我們將循環(huán)圈花朵數(shù)又叫圈內(nèi)數(shù)或圈上數(shù),非循環(huán)圈花朵數(shù)又叫圈外數(shù)。1的N次冪也等于1,因此,1是循環(huán)次數(shù)(周期)為1次的循環(huán)圈花朵數(shù),也是圈內(nèi)數(shù)。對于任意N位數(shù),N次冪來說,可將N位數(shù)分為圈內(nèi)數(shù)和圈外數(shù),所有的圈外數(shù),經(jīng)過一定次數(shù)的N次冪運算后會進(jìn)入圈內(nèi)數(shù)。

四、一般地廣義來講,對于任意一個數(shù)(可以在有理數(shù)范圍,且不受位數(shù)限制),對正整數(shù)N(可也是0)次冪運算來說。

1、至少存在一個圈,如N=0,只有一個圈,圈上數(shù)為1,其它所有的數(shù),經(jīng)過一次運算后,即進(jìn)入圈。

2、對于一定的N來說,圈子的個數(shù)是定值。

3、對于一定的N來說,最小的圈除1之外,最小的圈循環(huán)次數(shù)(周期)不一定是1,也不一定是2,對于不同的N不一樣,如N=12時,最小的圈是5。

4、對于一定的N來說,最大的圈相對N位數(shù)來說是很小的,但可能上千萬,甚至上億。已找到的最大的圈超過了億。

5、對于N次冪來說,可將所有的有理數(shù)分為圈內(nèi)數(shù)和圈外數(shù),所有的圈外數(shù),經(jīng)過一定次數(shù)的N次冪運算后會進(jìn)入圈內(nèi)數(shù)。