葉子
1955年,卡普耶卡(D.R.Kaprekar)研究了對(duì)四位數(shù)的一種變換:任給出四位數(shù)k0,用它的四個(gè)數(shù)字由大到小重新排列成一個(gè)四位數(shù)m,再減去它的反序數(shù)rev(m),得出數(shù)k1=m-rev(m),然后,繼續(xù)對(duì)k1重復(fù)上述變換,得數(shù)k2。如此進(jìn)行下去,卡普耶卡發(fā)現(xiàn),無(wú)論k0是多大的四位數(shù)。
只要四個(gè)數(shù)字不全相同,最多進(jìn)行7次上述變換,就會(huì)出現(xiàn)四位數(shù)6174。
例如:
k0=5298,k1=9852-2589=7263,
k2=7632-2367=5265,
k3=6552-2556=3996,
k4=9963-3699=6264,
k5=6642-2466=4176,
k6=7641-1467=6174。
后來(lái),這個(gè)問(wèn)題就流傳下來(lái),人們稱這個(gè)問(wèn)題為“6174問(wèn)題”,上述變換稱為卡普耶卡變換,簡(jiǎn)稱 K 變換。
一般地,只要在0,1,2,…,9中任取4個(gè)不全相等的數(shù)字組成一個(gè)整數(shù)k0(不一定是四位數(shù)),然后從k0開始不斷地作K變換,得出數(shù)k1,k2,k3,…,則必有某個(gè)m(m≤7),使得km=6174。
更一般地,從0,1,2,…,9中任取n個(gè)不全相同的數(shù)字組成一個(gè)十進(jìn)制數(shù)k0(不一定是n位數(shù)),然后,從k0開始不斷地做K變換,得出k1,k2,…,那么結(jié)果會(huì)是怎樣的呢?現(xiàn)在已經(jīng)知道的是:
n=2,只能形成一個(gè)循環(huán):(27,45,09,81,63)。例如取兩個(gè)數(shù)字7與3,連續(xù)不斷地做K變換,得出:36,27,45,09,81,27,…出現(xiàn)循環(huán)。
n=3,只能形成一個(gè)循環(huán):(495)。
n=4,只能形成一個(gè)循環(huán):(6174)。
n=5,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三個(gè)循環(huán):
(53855,59994),
(62964,71973,83952,74943),
(63954,61974,82962,75933)。
n=6,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三個(gè)循環(huán):
(642654,…),(631764,…),(549945,…)。
n=7,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)循環(huán):(8719722,…)。
n=8,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)四個(gè)循環(huán):
(63317664),(97508421),(83208762,…),
(86308632,…)
n=9,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三個(gè)循環(huán):
(864197532),(975296421,…),(965296431,…)
容易證明,對(duì)于任何自然數(shù)n≥2,連續(xù)做K變換必定要形成循環(huán)。這是因?yàn)橛蒼個(gè)數(shù)字組成的數(shù)只有有限個(gè)的緣故。但是對(duì)于n≥5,循環(huán)的個(gè)數(shù)以及循環(huán)的長(zhǎng)度(指每個(gè)循環(huán)中所包含數(shù)的個(gè)數(shù))尚不清楚,這也是國(guó)內(nèi)一些數(shù)學(xué)愛好者熱衷于研究的一個(gè)課題。