你知道嗎?在茫茫宇宙之中,存在著一種極其神秘的天體,叫“黑洞”(black hole)。黑洞的密度極大,引力極強(qiáng),任何東西經(jīng)過(guò)它的附近,都會(huì)被它吞進(jìn)去,再也出不來(lái)了,連光也不例外哦。聽(tīng)說(shuō)在數(shù)學(xué)中也有神秘的“黑洞”存在,你覺(jué)得是真的嗎?
數(shù)學(xué)黑洞?是不是數(shù)學(xué)掉到黑洞里再也出不來(lái)了?太好了!
小螞蟻,不要那么討厭數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)是很好玩的!
角谷游戲
你玩過(guò)角谷游戲嗎?它可是一種很好玩的數(shù)學(xué)黑洞游戲哦。
我們?nèi)稳∫粋€(gè)正整數(shù),如果它是偶數(shù),就除以2;如果它是奇數(shù),就用它乘以3再加1。將所得到的結(jié)果不斷地重復(fù)上述運(yùn)算,最后的結(jié)果總是1。
正整數(shù)5
5×3+1=16 2÷2=1
16÷2=8 1×3+1=4
8÷2=4 4÷2=2
4÷2=2 2÷2=1
正整數(shù)10
10÷2=5 8÷2=4
5×3+1=16 4÷2=2
16÷2=8 2÷2=1
西西弗斯串是什么?難道是一種可以吃的烤串?好奇嗎?一起往下看吧!
西西弗斯串當(dāng)然不是烤串了,它也是一種數(shù)學(xué)黑洞。任取一個(gè)正整數(shù),數(shù)出其中偶數(shù)數(shù)字的個(gè)數(shù)、奇數(shù)數(shù)字的個(gè)數(shù)及數(shù)字的總個(gè)數(shù),依次寫(xiě)下來(lái),組成一個(gè)新的數(shù)。如此重復(fù)上述步驟,你會(huì)有什么發(fā)現(xiàn)呢?
正整數(shù)5681245721
偶數(shù)數(shù)字是:6、8、2、4、2,偶數(shù)數(shù)字的個(gè)數(shù)為5;
奇數(shù)數(shù)字是:5、1、5、7、1,奇數(shù)數(shù)字的個(gè)數(shù)為5;
數(shù)字的總個(gè)數(shù)為10;
按“偶—奇—總”的位序排出,得到新數(shù):5510;
將新數(shù)5510按以上規(guī)則進(jìn)行操作,得到新數(shù):134;
將新數(shù)134按以上規(guī)則進(jìn)行操作,得到新數(shù):123;
將新數(shù)123按以上規(guī)則進(jìn)行操作,最后結(jié)果還是123。
對(duì)于任意數(shù)字串,按以上規(guī)則重復(fù)操作下去,最后都會(huì)得出“123”這個(gè)結(jié)果。換而言之,任何數(shù)的最終結(jié)果都無(wú)法逃脫“123”這個(gè)黑洞,這就是數(shù)學(xué)黑洞“西西弗斯串”。為什么把 “123”稱(chēng)作西西弗斯串呢?原來(lái)有這么一個(gè)故事:
在古希臘,天神為了懲罰科林斯國(guó)王西西弗斯,命其將一塊巨石推到陡峭的山頂上,但無(wú)論他怎樣努力,這塊巨石總是在到達(dá)山頂時(shí)不可避免地滾下來(lái),于是他只得永無(wú)休止地一次一次重新推。
《西游記》里的孫悟空神通廣大、本領(lǐng)高超,他能騰云駕霧,還會(huì)七十二變,一個(gè)筋斗可翻出十萬(wàn)八千里。但不管他怎么折騰,卻總逃不出如來(lái)佛的手掌心。這當(dāng)然只是一個(gè)神話(huà)故事,但類(lèi)似的現(xiàn)象竟然也會(huì)在數(shù)學(xué)中出現(xiàn)。
我們隨便選一個(gè)數(shù),比如168吧。把168的每一位數(shù)字分別平方,然后相加,即168→12+62+82=1+36+64=101。
你發(fā)現(xiàn)什么了嗎?啊哈,這樣一來(lái),原來(lái)的168變成了101。接下來(lái)將101的每一位數(shù)字分別平方,然后相加,即101→12+02+12=1+0+1=2……按照這種規(guī)則不斷重復(fù),就能得到:
“這是怎么回事呀?沒(méi)完沒(méi)了!”你也許會(huì)不耐煩起來(lái),“這不是一個(gè)無(wú)底洞嗎?恐怕算到明天也算不完!”不要太著急,只要你耐心地算下去,過(guò)不了多久,就會(huì)出現(xiàn)奇跡。
你看,這些數(shù)像孫悟空一樣,跌進(jìn)了“如來(lái)佛手掌”這一旋渦黑洞,再也出不來(lái)了!
親愛(ài)的小讀者,其實(shí)數(shù)學(xué)黑洞就是個(gè)“陷阱”,你可要當(dāng)心,別掉進(jìn)去哦!你還知道哪些稀奇古怪、鮮為人知的數(shù)學(xué)現(xiàn)象呢?快快來(lái)信和大家一起分享吧!你也可以關(guān)注我們的微博、微信 “廣西師范大學(xué)報(bào)刊傳媒集團(tuán)”,更多精彩等著你喲!
數(shù)學(xué)大王·中高年級(jí)2015年4期