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【野生小科普】关于“戴森故事”数学题的答案

2020-06-07  本文已影响0人  番茄随笔

【野生小科普】数学:不点开你就要错过我了哦

昨天推送的数学游戏,你做出来了吗?

那个符合条件的最小的18位整数是105263157894736842。

站在戴森的肩膀上,原始的问题加了位数这个条件,可以说简化了好多。

我们假设这个18位整数是abcdefghijklmnopqr

那么根据问题条件可得到竖式如下:

现在我们的目标就是找到这些字母所代表的整数,由于我们在找那个最小的数,所以我们希望a尽可能的小,当然它不能为0,否则就是17位数了。所以最小为1,即a=1。那么我们将a替换成1后,得到r=2。以此类推,q=4,p=8......

不要忘了要进位哦!

最终我们得到了这个整数。

那么,戴森是怎么知道这是个18位数呢?

首先我们假设这个整数是x,k为个位的数值,y为除了个位的x的组成,d为x整数的位数。为了方便计算,我们拆分x的组成为 x=10y+k。

由于k是个位数,肯定不是k被19整除,所以问题就变成了(10 ^(d-1)-2)可被19整除,求这个满足条件的最小整数d为多少。涉及到数论中整数的可除性的知识,d最小为18。

为了写一篇完整的答案推送,找到可以快速得到符合条件的19的倍数的方法,我打开了数论教学视频,第一节就是整数的可除性。事实证明临时抱佛脚很难做到举一反三,所以现在我还是用笨笨的带入方法把它试出来吧,不要98,不要998,而是99999999999999998,最终d=18。

一个一个试的方法感觉是不太“光彩”,但是很有效。我印象里高中物理有个题(我记忆力真好),最后计算不出来,老师说,“你们还没学呢,一个个试呗!” 那个题的条件是整数,要求求出最小的,现在才知道原来是数论问题。于是查了查这方面的内容,网上有人推荐阅读这本书《the book of numbers》,刚刚看了一下,是需要一点基础的科普读物。

听说戴森当时只用了5秒钟就给出了答案,计算能力和定理运用能力惊人。

https://www.nature.com/articles/d41586-020-00747-5  

Freeman Dyson(1923.12.15-2020.2.28), 物理学家、数学家、作家。

戴森著有《反叛的科学家》、《一面多彩的镜子 : 论生命在宇宙中的地位》、《全方位的无限:生命为什么如此复杂》、《武器与希望》、《宇宙波澜》、《太阳、基因组与互联网:科学革命的工具》、《想象中的世界》、《生命起源》等书,在科学界和公众中都激起极大的回响。

比较著名的是提出了自旋波研究和戴森球的构想,他是一个关心人类未来命运和无限宇宙的伟大科学家。

最后摘选了几句我比较喜欢的戴森说过的话来结束我们今天的推送吧!第一个就是让人难以抗拒,想要拥抱的“真理”,哈哈哈!

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We must be careful not to discourage our twelve-year-olds by making them waste the best years of their lives preparing for examinations.

不要用考试消磨十几岁孩子们的最美好的时光。

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Science is my territory, but science fiction is the landscape of my dreams.

科学是我的领土,科幻小说是我梦寐以求的风景。

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The public has a distorted view of science because children are taught in school that science is a collection of firmly established truths. In fact, science is not a collection of truths. It is a continuing exploration of mysteries.

公众对于科学的看法是扭曲的,因为学校对孩子们讲,科学是确定的真理。其实科学不是真理,是对奥秘的不断探索。

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The more I examine the universe and the details of its architecture, the more evidence I find that the universe in some sense must have known we were coming.

当我对宇宙了解的越多,我越发觉得,从某种意义上,她一定知道我们要来了。

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