Eine Palindromzahl von oder Palindrom ist eine Zahl, die gleich bleibt, wenn ihre Ziffern umgekehrt werden. Wie zum Beispiel 16461 ist es "symmetrisch". Der Begriff palindromic leitet sich von Palindrom ab, was auf ein Wort (wie beispielsweise Rotor oder Rennwagen ) verweist, dessen Schreibweise unverändert ist, wenn seine Buchstaben umgekehrt werden. Die ersten 30 Palindromzahlen (in Dezimalzahlen) sind:
- 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 101, 111, 121, 131, 141 151, 161, 171, 181, 191, 202,… (Sequenz A002113 in der OEIS).
Palindromische Zahlen finden in der Freizeitmathematik die größte Aufmerksamkeit. Ein typisches Problem besteht darin, dass Zahlen, die eine bestimmte Eigenschaft besitzen und palindrom sind. Zum Beispiel:
- Die palindromischen Primzahlen sind 2, 3, 5, 7, 11, 101, 131, 151, ... (Sequenz A002385 in der OEIS).
- Die palindromischen Quadratzahlen sind 0, 1. 4, 9, 121, 484, 676, 10201, 12321,… (Sequenz A002779 in der OEIS).
Buckminster Fuller identifizierte eine Menge von Zahlen, die er Scheherazadezahlen nannte. einige von ihnen haben eine palindromische Symmetrie von Zifferngruppen.
Es ist ziemlich einfach zu erkennen (und zu beweisen), dass es in jeder Basis unendlich viele palindrome Zahlen gibt, da in jeder Basis die unendliche Folge von Zahlen (in dieser Basis) als 101, 1001, 10001 usw. geschrieben wird wobei die Zahl n eine 1 ist, gefolgt von n Nullen, gefolgt von einer 1), nur aus palindromischen Zahlen.
Formale Definition [ edit ]
Obwohl palindromische Zahlen am häufigsten im Dezimalsystem berücksichtigt werden, kann das Konzept der Palindromizität auf die natürlichen Zahlen in angewendet werden irgendein Zahlensystem. Man betrachte eine Zahl n > 0 in der Basis b ≥ 2, wobei sie in Standardnotation mit k +1 Ziffern a i geschrieben ist als:
mit wie üblich 0 ≤ a i [ b für alle i und a k ≠ 0. Dann n ist genau dann palindrom, wenn a i = a k - i für alle i . Null wird in jeder Basis mit 0 geschrieben und ist per Definition auch palindrom.
Palindrome Dezimalzahlen [ edit ]
Palindrome Dezimalzahlen mit einer geraden Anzahl von Ziffern sind durch 11 teilbar.
Alle Zahlen in Basis 10 (und tatsächlich in jeder Basis) mit einer Ziffer sind palindrom. Die Anzahl der Palindromzahlen mit zwei Ziffern beträgt 9:
- {11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99}.
Es gibt 90 Palindromnummern mit drei Ziffern (Verwendung der Produktregel: 9 Auswahlmöglichkeiten für die erste Ziffer - was bestimmt auch die dritte Ziffer - multipliziert mit 10 Auswahlen für die zweite Ziffer):
- {101, 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191, ..., 909, 919, 929, 939, 949, 959, 969, 979, 989, 999}
und auch 90 palindromische Zahlen mit vier Ziffern: (Wiederum 9 Auswahlmöglichkeiten für die erste Ziffer, multipliziert mit zehn Auswahlmöglichkeiten für die zweite Ziffer. Die beiden anderen Ziffern werden durch die Wahl der ersten beiden Ziffern bestimmt.)
- {1001, 1111, 1221, 1331, 1441, 1551, 1661, 1771, 1881, 1991,…, 9009, 9119, 9229, 9339, 9449, 9559, 9669, 9779, 9889, 9999},
so gibt es 199 palindromische Zahlen unter 10 4 . Unter 10 5 gibt es 1099 Palindromzahlen und für andere Exponenten von 10 n haben wir: 1999, 10999, 19999, 109999, 199999, 1099999,… (Sequenz A070199 [A]. in der OEIS). Für einige Typen von palindromischen Zahlen sind diese Werte in einer Tabelle aufgeführt. Hier ist 0 enthalten.
10 1 | 10 2 | 10 3 | 10 4 | 10 10 ] 5 | 10 6 | 10 7 | 10 8 | 10 9 9 [19659046] 10 10 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
n natürlich | 10 19659058] 19 | 109 | 199 | 1099 | 1999 | 10999 | 19999 | 109999 | 199999 | |
n gerade | 5 | 9 | 49 | 89 | 489 | 889 | 4889 | 8889 | 48889 | 88889 |
n ungerade | 5 | 10 | 60 | 110 | 610 | 1110 | 6110 | 11110 | 61110 | 111110 |
n Quadrat | 4 | 7 | 14 | 15 | 20 | 31 | ||||
n cube | 3 | 4 | 5 | 7 | 8 | |||||
n prime | 4 | 5 | 20 | 113 | 781 | 5953 | ||||
n viereckfrei | 6 | 12 | 67 | 120 | 675 | 1200 | 6821 | 12160 | + | + |
n nicht quadratfrei (μ ( n ) = 0) | 4 | 7 | 42 | 79 | 424 | 799 | 4178 | 7839 | + | + |
n Quadrat mit Hauptwurzel [1] | 2 | 3 | 5 | |||||||
n mit einer geraden Anzahl von verschiedenen Primfaktoren (μ ( n ) = 1) | 2 | 6 | 35 | 56 | 324 | 583 | 3383 | 6093 | + | + |
n mit einer ungeraden Anzahl unterschiedlicher Primfaktoren (μ ( n ) = - 1) | 4 | 6 | 32 | 64 | 351 | 617 | 3438 | 6067 | + | + |
n auch mit einer ungeraden Anzahl von Primfaktoren | 1 | 2 | 9 | 21 | 100 | 180 | 1010 | 6067 | + | + |
n auch mit einer ungeraden Anzahl unterschiedlicher Primfaktoren | 3 | 4 | 21 | 49 | 268 | 482 | 2486 | 4452 | + | + |
n ungerade mit einer ungeraden Anzahl von Primfaktoren | 3 | 4 | 23 | 43 | 251 | 437 | 2428 | 4315 | + | + |
n ungerade mit einer ungeraden Anzahl unterschiedlicher Primfaktoren | 4 | 5 | 28 | 56 | 317 | 566 | 3070 | 5607 | + | + |
n sogar quadratisch mit einer geraden Anzahl (verschiedener) Primfaktoren | 1 | 2 | 11 | 15 | 98 | 171 | 991 | 1782 | + | + |
n ungerade quadratisch mit einer geraden Anzahl (verschiedener) Primfaktoren | 1 | 4 | 24 | 41 | 226 | 412 | 2392 | 4221 | + | + |
n ungerade mit genau 2 Primfaktoren | 1 | 4 | 25 | 39 | 205 | 303 | 1768 | 2403 | + | + |
n auch mit genau 2 Primfaktoren | 2 | 3 | 11 | 64 | 413 | + | + | |||
n sogar mit genau 3 Primfaktoren | 1 | 3 | 14 | 24 | 122 19659058] 179 | 1056 | 1400 | + | + | |
n auch mit genau 3 verschiedenen Primfaktoren | 0 | 1 | 18 | 44 | 250 | 390 | 2001 | 2814 | + | + |
n ungerade mit genau 3 Primfaktoren | 0 | 1 | 12 | 34 | 173 | 348 | 1762 | 3292 | + | + |
n Carmichael-Nummer | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
n für das σ ( n ) palindrom ist | 6 | 10 | 47 19659058] 114 | 688 | 1417 | 5683 | + | + | + |
Vollkommene Kräfte [ edit ]
Es gibt viele palindromische Vollkräfte (19459005) n k wobei n eine natürliche Zahl ist und k ist 2, 3 oder 4.
- Palindrome Quadrate: 0, 1, 4, 9, 121, 484, 676, 10201, 12321, 14641, 40804, 44944, ... (Sequenz A002779 in der OEIS)
- Palindromic Würfel: 0, 1, 8, 343, 1331, 1030301, 1367631, 1003003001, ... (Sequenz A002781 in der OEIS)
- Palindromische vierte Kraft: 0, 1, 14641, 104060401, 1004006004001 , ... (Sequenz A186080 in der OEIS)
Die ersten neun Terme der Sequenz 1 2 11 2 111 2 1111 2 ... aus den Palindromen 1, 121, 12321, 1234321, ... (Sequenz A002477 in der OEIS)
Die einzige bekannte nicht-palindrome Zahl, deren Würfel ein Palindrom ist, ist 2201, und es ist eine Vermutung, dass die vierte Wurzel aller Palindromvierten Potenzen ein Palindrom mit 100000 ... 000001 (10 n ist. + 1).
G. J. Simmons vermutete, dass es keine Palindrome der Form gibt n k für k > 4 (und n > 1). [2]
Andere Basen [2]
19659009] [ edit ]
Palindromische Zahlen können in anderen Zahlensystemen als Dezimalzahlen berücksichtigt werden. Zum Beispiel sind die binären palindromischen Zahlen:
- 0, 1, 11, 101, 111, 1001, 1111, 10001, 10101, 11011, 11111, 100001,…
oder dezimal: 0, 1, 3, 5, 7, 9, 15, 17 , 21, 27, 31, 33, ... (Sequenz A006995 in der OEIS). Die Fermat-Primzahlen und die Mersenne-Primzahlen bilden eine Teilmenge der binären Palindrom-Primzahlen.
Alle Zahlen sind in unendlich vielen Basen palindrom. Es ist jedoch interessanter, Basen als die Zahl selbst zu betrachten - in diesem Fall sind die meisten Zahlen in mehr als einer Basis palindrom, zum Beispiel
In Basis 7, weil 101 7 zweimal ein perfektes Quadrat ist (5 2 = 34 7 ), einige ihrer Vielfachen sind palindrome Quadrate:
13 2 | = | 202 |
26 2 | = | 1111 |
55 2 | = | 4444 |
101 2 | = | 10201 |
143 2 | = | 24442 |
In Basis 18 sind sieben Potenzen palindromisch:
7 0 | = | 1 |
7 1 | = | 7 |
7 3 | = | 111 |
7 4 | = | 777 |
7 6 | = | 12321 |
7 9 | = | 1367631 |
Und in Basis 24 sind die ersten acht Potenzen von fünf ebenfalls palindromisch:
5 0 | = | 1 |
5 1 | = | 5 |
5 2 | = | 11 |
5 3 | = | 55 |
5 4 | = | 121 |
5 5 | = | 5A5 |
5 6 | = | 1331 |
5 7 | = | 5FF5 |
5 8 | = | 14641 |
5 A | = | 15AA51 |
5 C | = | 16FLF61 |
Jede Zahl n ist in allen Basen palindrom b mit b ≥ n + 1 (trivial so, weil n ist dann eine einstellige Zahl) und auch in der Basis n -1 (weil n dann 11 n -1 ist ). Eine Zahl, die in allen Basen nicht-palindromisch ist 2 ≤ b < n - 1 wird als streng nicht-palindrome Zahl bezeichnet.
Eine palindrome Zahl in der Basis b die aus palindromen Längenfolgen 1 besteht, die in einer palindromen Reihenfolge angeordnet sind (wie beispielsweise 101 111 010 111 101 2 2) ]) ist in der Basis palindromisch b l (z. B. ist die obige Binärzahl in der Basis 2 palindrom 3 = 8 (entspricht 57275 8 ]))
Das Quadrat von 133 10 in Basis 30 ist 4D 30 2 = KKK 30 = 3R 36 2 = DPD 36 .
In der Basis 24 gibt es mehr palindrome Quadrate aufgrund von 5 2 = 11. und Quadrate aller Zahlen in der Form 16 ... 7 (mit einer beliebigen Anzahl von 6'es zwischen 1 und 7) sind palindrom . 167 2 = 1E5E1, 1667 2 = 1E3K3E1, 16667 2 = 1E3H8H3E1.
Lychrel-Prozess [ edit ]
Nicht palindrome Zahlen können über eine Reihe von Operationen mit palindromen Zahlen gepaart werden. Zuerst wird die nicht palindrome Zahl umgekehrt und das Ergebnis wird der ursprünglichen Zahl hinzugefügt. Wenn das Ergebnis keine palindrome Zahl ist, wird dies wiederholt, bis eine palindrome Zahl erhalten wird. Diese Zahl wird als "verzögertes Palindrom" bezeichnet.
Es ist nicht bekannt, ob auf diese Weise alle nicht-palindromen Zahlen mit palindromen Zahlen gepaart werden können. Obwohl keine Zahl als ungepaart erwiesen wurde, scheinen viele nicht zu sein. Zum Beispiel ergibt 196 auch nach 700.000.000 Iterationen kein Palindrom. Jede Zahl, die auf diese Weise niemals palindrom wird, wird als Lychrel-Zahl bezeichnet.
Zum Beispiel nimmt 1.186.060.307.891.929.990 261 Iterationen um den 119-stellige Palindrom 44562665878976437622437848976653870388884783662598425855963436955852489526638748888307835667984873422673467987856626544 zu erreichen, die der aktuelle Weltrekord für die meisten Delayed Zahlenpalindrom ist. Sie wurde am 30. November 2005 durch den Algorithmus und das Programm von Jason Doucette (unter Verwendung des Umkehradditionscodes von Benjamin Despres) gelöst.
Am 24. Januar 2017 wurde die Nummer 1.999.291.987.030.606.810 in der OEIS als A281509 veröffentlicht und kündigte "The Largest Known Delayed Palindrome" an. Die Sequenz von 125 am meisten verzögerten Palindromen mit 261 Schritten, die vor 1.999.291.987.030.606.810 lag und zuvor nicht berichtet wurde, wurde separat als A281508 veröffentlicht.
Summe der Kehrwerte [ edit ]
Die Summe der Kehrwerte der Palindromzahlen ist eine konvergente Reihe, deren Wert ungefähr 3,37028 ist. (Sequenz A118031 in der OEIS).
Scheherazadezahlen [ edit
Scheherazadezahlen sind eine Reihe von Zahlen, die Buckminster Fuller in seinem Buch Synergetics identifiziert ] Fuller gibt keine formale Definition für diesen Begriff an, aber von den Beispielen, die er gibt, können Zahlen verstanden werden, die einen Faktor des Primoriums enthalten n #, wobei n ≥13 und ist der größte Primfaktor in der Zahl. Fuller nannte diese Zahlen Scheherazadezahlen weil sie einen Faktor von 1001 haben müssen. Scheherazade ist der Erzähler von Tausendundeine Nacht und erzählt jede Nacht eine neue Geschichte, um ihre Hinrichtung zu verzögern. Da n mindestens 13 sein muss, muss das Primorial mindestens 1 · 2 · 3 · 5 · 7 · 11 · 13 und 7 × 11 × 13 = 1001 sein. Fuller bezieht sich auch auf Potenzen von 1001 als Scheherazadezahlen. Das kleinste Grundbuch mit der Scheherazade-Nummer ist 13 # = 30.030.
Fuller wies darauf hin, dass einige dieser Zahlen nach Zifferngruppen palindrom sind. Zum Beispiel zeigt 17 # = 510.510 eine Symmetrie von dreistelligen Gruppen. Fuller nannte solche Zahlen Scheherazade Sublimely Rememberable Comprehensive Dividends oder SSRCD-Nummern. Fuller stellt fest, dass 1001 zu einer Potenz erhoben wird nicht nur sublim erinnerbare Zahlen erzeugt, die in dreistelligen Gruppen palindrom sind, sondern auch die Werte der Gruppen sind die Binomialkoeffizienten. Zum Beispiel,
Palindromsummen [ edit ]
Im Jahr 2018 wurde ein Artikel veröffentlicht, in dem gezeigt wird, dass jede positive ganze Zahl als Summe von drei palindromen Zahlen in jedem Zahlensystem mit Basis 5 oder größer geschrieben werden kann. [6]
Siehe auch [ edit ]
- ^ (Sequenz A065379 im OEIS) Das nächste Beispiel ist 19 Ziffern - 900075181570009.
- ^ Murray S. Klamkin (1990) , Probleme in der angewandten Mathematik: Auswahlen aus dem SIAM-Review p. 520.
- ^ R. Buckminster Fuller, mit EJ Applewhite, Synergetik: Erkundungen in der Geometrie des Denkens Macmillan, 1982 ISBN 0-02-065320-4.
- ^ Fuller, S. 773-774
- ] Fuller, S. 777-780
- ^ Cilleruelo, Javier; Luca, Florian; Baxter, Lewis (2016-02-19). "Jede positive ganze Zahl ist eine Summe von drei Palindromen". Mathematics of Computation . (arXiv preprint)
No comments:
Post a Comment