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【摘要】本文通过对Chaudhari-Deshpande数组和Thomas数组研究,提出了双色数和完美双色数的概念.
【关键词】Thomas数组;双色数;完美双色数
1996年印度数学家Chaudhari和Deshpande发现了一组具有奇妙特性的连续数956~968(Chaudhari-Deshpande数组),这组数的奇妙性在于:该组数中每个数的平方数,平均分拆成两部分的分段和是一个完全平方数,并且这些完全平方数的算术平方根从43一个不漏地到31也是一组连续数.
如,9562=913936913 936=1849=432.
美国数学家Thomas对此做了进一步研究,发现另一组连续数9859~9900(Thomas数组)具有与Chaudhari-Deshpande数组完全相同的性质.
如,98842=97693456,9769 3456=13225=1152.
现在我们将Chaudhari-Deshpande数组和Thomas数组的平方数的性质一般化,给出双色数的概念.
定义1:如果一个k(k≥2)次方幂数,将其平均分拆成r部分的分段和也是一个k次方幂数,则称其为k阶r元双色数.特别地,当r=k时,称其为k阶纯双色数.
如,121=112,1 2 1=4=22,121是二阶三元双色数;
7396=862,7 3 9 6=25=52,73 96=169=132,7396既是二阶四元双色数,又是二阶纯双色数;
35937=333,3 5 9 3 7=27=33,35937是三阶五元双色数;
357911=713,35 79 11=125=53,357911是三阶纯双色数.
要在n位数中找一个双色数是非常容易的事,因为1 0 … 0=1n,所以10n是一个n阶(n 1)元双色数;或在36后面添加若干个0都可以得到大量的双色数,这些10的倍数的双色数只能算作平凡双色数.现在要问:在任意n位数中都存在非平凡双色数吗?
先看一下能否找到扎堆的双色数.
有趣的是,著名的杨辉三角中就有几个.
不难发现,Chaudhari-Deshpande数组956~968和Thomas数组9859~9900的平方数都是二阶双色数.事实上,可找到批量“生产”偶数阶双色数的方法:n取足够大的正整数,S在kk2×10n≤S 一、四阶双色数
n取不小于4的正整数,S在42×10n与43×10n之间取整数值,则(10n-S)4是四阶双色数.
继续对n取值,可得到更多的四阶双色数.
二、六阶双色数
n取不小于8的正整数,S在63×10n与64×10n之间取整数值,则(10n-S)6是六阶双色数.
n=9,S=39,38.9999999616,9999999626都是六阶纯双色数,请读者自己验证.
同样,继续对n取值,可得到更多的六阶双色数.
要得到高于六阶的偶数阶双色数,可将n取得足够大,参照上述方法如法炮制.
下面我們再讨论一类特殊的双色数.
如,7396=862,7396所有可能的平均分拆方法只有两种,且每种分拆的分段和都是完全平方数.
再看Thomas数组9859~9900中连续的两个数9884、9885的平方数:
97693456、97713225所有可能的平均分拆方法只有三种,且每种分拆的分段和都是完全平方数.
另外,99912029035741034256=999784,这个20位数的所有平均分拆方法只有5种:分成20段、10段、5段、4段、2段.而
不难发现20段、10段、5段、4段的分段和都是完全平方数,再看2段之和:
9991202903 5741034256=15732237159不是一个完全平方数,有点美中不足,可惜!
下面给出完美双色数的概念:
定义2:一个n位(n为合数)k阶非平凡双色数所有平均分拆的分段和都是k次方幂数,称这个数为完美双色数.
令人惊奇的是Thomas数组9859~9900中连续的两个数9884、9885的平方数都是完美双色数.且三种不同平均分拆的分段和的平方根也是连续数,分别是114、115;15、16;6、7.
笔者目前找到的最小的完美双色数是1521.万以内的完美双色数一共有多少个?是否存在奇数阶的完美双色数?请读者思考.
关于双色数,笔者提出以下问题,供读者思考:
(1)证明或否定任意位数中都存在非平凡双色数;
(2)证明或否定完美双色数有无穷多个;
(3)证明或否定存在任意阶的非平凡双色数.
【参考文献】
[1]俞润汝.Chaudhari-Deshpande数组的广义解[J].数学通报,2006(2):53-54.
[2]郑成生.双色完全平方数的构造[J].中学数学月刊,1997(9):39-40.
【关键词】Thomas数组;双色数;完美双色数
1996年印度数学家Chaudhari和Deshpande发现了一组具有奇妙特性的连续数956~968(Chaudhari-Deshpande数组),这组数的奇妙性在于:该组数中每个数的平方数,平均分拆成两部分的分段和是一个完全平方数,并且这些完全平方数的算术平方根从43一个不漏地到31也是一组连续数.
如,9562=913936913 936=1849=432.
美国数学家Thomas对此做了进一步研究,发现另一组连续数9859~9900(Thomas数组)具有与Chaudhari-Deshpande数组完全相同的性质.
如,98842=97693456,9769 3456=13225=1152.
现在我们将Chaudhari-Deshpande数组和Thomas数组的平方数的性质一般化,给出双色数的概念.
定义1:如果一个k(k≥2)次方幂数,将其平均分拆成r部分的分段和也是一个k次方幂数,则称其为k阶r元双色数.特别地,当r=k时,称其为k阶纯双色数.
如,121=112,1 2 1=4=22,121是二阶三元双色数;
7396=862,7 3 9 6=25=52,73 96=169=132,7396既是二阶四元双色数,又是二阶纯双色数;
35937=333,3 5 9 3 7=27=33,35937是三阶五元双色数;
357911=713,35 79 11=125=53,357911是三阶纯双色数.
要在n位数中找一个双色数是非常容易的事,因为1 0 … 0=1n,所以10n是一个n阶(n 1)元双色数;或在36后面添加若干个0都可以得到大量的双色数,这些10的倍数的双色数只能算作平凡双色数.现在要问:在任意n位数中都存在非平凡双色数吗?
先看一下能否找到扎堆的双色数.
有趣的是,著名的杨辉三角中就有几个.
不难发现,Chaudhari-Deshpande数组956~968和Thomas数组9859~9900的平方数都是二阶双色数.事实上,可找到批量“生产”偶数阶双色数的方法:n取足够大的正整数,S在kk2×10n≤S
n取不小于4的正整数,S在42×10n与43×10n之间取整数值,则(10n-S)4是四阶双色数.
继续对n取值,可得到更多的四阶双色数.
二、六阶双色数
n取不小于8的正整数,S在63×10n与64×10n之间取整数值,则(10n-S)6是六阶双色数.
n=9,S=39,38.9999999616,9999999626都是六阶纯双色数,请读者自己验证.
同样,继续对n取值,可得到更多的六阶双色数.
要得到高于六阶的偶数阶双色数,可将n取得足够大,参照上述方法如法炮制.
下面我們再讨论一类特殊的双色数.
如,7396=862,7396所有可能的平均分拆方法只有两种,且每种分拆的分段和都是完全平方数.
再看Thomas数组9859~9900中连续的两个数9884、9885的平方数:
97693456、97713225所有可能的平均分拆方法只有三种,且每种分拆的分段和都是完全平方数.
另外,99912029035741034256=999784,这个20位数的所有平均分拆方法只有5种:分成20段、10段、5段、4段、2段.而
不难发现20段、10段、5段、4段的分段和都是完全平方数,再看2段之和:
9991202903 5741034256=15732237159不是一个完全平方数,有点美中不足,可惜!
下面给出完美双色数的概念:
定义2:一个n位(n为合数)k阶非平凡双色数所有平均分拆的分段和都是k次方幂数,称这个数为完美双色数.
令人惊奇的是Thomas数组9859~9900中连续的两个数9884、9885的平方数都是完美双色数.且三种不同平均分拆的分段和的平方根也是连续数,分别是114、115;15、16;6、7.
笔者目前找到的最小的完美双色数是1521.万以内的完美双色数一共有多少个?是否存在奇数阶的完美双色数?请读者思考.
关于双色数,笔者提出以下问题,供读者思考:
(1)证明或否定任意位数中都存在非平凡双色数;
(2)证明或否定完美双色数有无穷多个;
(3)证明或否定存在任意阶的非平凡双色数.
【参考文献】
[1]俞润汝.Chaudhari-Deshpande数组的广义解[J].数学通报,2006(2):53-54.
[2]郑成生.双色完全平方数的构造[J].中学数学月刊,1997(9):39-40.