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自恋数


一个 n数字的数,如果它等于其 n数字,则称为 n 位自恋数。它有时也称为阿姆斯特朗数、完美数字不变量 (Madachy 1979) 或加完美数。 Hardy (1993) 写道:“在单位数之后,只有四个数字是其数字立方和:153=1^3+5^3+3^3370=3^3+7^3+0^3371=3^3+7^3+1^3407=4^3+0^3+7^3。 这些是很奇怪的事实,非常适合谜题专栏,并且可能让业余爱好者感到有趣,但其中没有任何东西能吸引数学家。” 因此,自恋数将这些“无趣”的数字推广到其他(Madachy 1979,第 164 页)。

除了平凡的 1 位数字之外,最小的自恋数示例是

 153=1^3+5^3+3^3.
(1)

前几个自恋数由 1、2、3、4、5、6、7、8、9、153、370、371、407、1634、8208、9474、54748、... (OEIS A005188) 给出。

可以很容易地证明,以 10 为基数的 n 位自恋数仅在 n<=60 时存在,因为

 n·9^n<10^(n-1)
(2)

对于 n>60。 事实上,如下表总结的那样,以 10 为基数总共存在 88 个自恋数,这由 D. Winter 于 1985 年证明,并由 D. Hoey 验证。 T. A. Mendes Oliveira e Silva 在发布到sci.math在 1994 年 5 月 9 日的文章(第 42889 号)中给出了完整的序列。 这些数字仅存在于 1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、14、16、17、19、20、21、23、24、25、27、29、31、32、33、34、35、37、38 和 39 (OEIS A114904) 位数中,并且 n 位数最小自恋数的序列为 0、(无)、153、1634、54748、548834、... (OEIS A014576)。

n以 10 为基数的 n 位自恋数
10, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
3153, 370, 371, 407
41634, 8208, 9474
554748, 92727, 93084
6548834
71741725, 4210818, 9800817, 9926315
824678050, 24678051, 88593477
9146511208, 472335975, 534494836, 912985153
104679307774
1132164049650, 32164049651, 40028394225, 42678290603, 44708635679, 49388550606, 82693916578, 94204591914
1428116440335967
164338281769391370, 4338281769391371
1721897142587612075, 35641594208964132, 35875699062250035
191517841543307505039, 3289582984443187032, 4498128791164624869, 4929273885928088826
2063105425988599693916
21128468643043731391252, 449177399146038697307
2321887696841122916288858, 27879694893054074471405, 27907865009977052567814, 28361281321319229463398, 35452590104031691935943
24174088005938065293023722, 188451485447897896036875, 239313664430041569350093
251550475334214501539088894, 1553242162893771850669378, 3706907995955475988644380, 3706907995955475988644381, 4422095118095899619457938
27121204998563613372405438066, 121270696006801314328439376, 128851796696487777842012787, 174650464499531377631639254, 177265453171792792366489765
2914607640612971980372614873089, 19008174136254279995012734740, 19008174136254279995012734741, 23866716435523975980390369295
311145037275765491025924292050346, 1927890457142960697580636236639, 2309092682616190307509695338915
3217333509997782249308725103962772
33186709961001538790100634132976990, 186709961001538790100634132976991
341122763285329372541592822900204593
3512639369517103790328947807201478392, 12679937780272278566303885594196922
371219167219625434121569735803609966019
3812815792078366059955099770545296129367
39115132219018763992565095597973971522400, 115132219018763992565095597973971522401

下表给出了前几个以 b 为基数的自恋数,适用于小基数 b。 Pickover (1995) 给出了各种基数中已知的最大自恋数的表格,而 Corning 给出了各种基数中自恋数的制表。

bOEISb 为基数的自恋数
21
31, 2, 5, 8, 17
4A0103441, 2, 3, 28, 29, 35, 43, 55, 62, 83, 243
5A0103461, 2, 3, 4, 13, 18, 28, 118, 289, 353, 419, 4890, 4891, 9113
6A0103481, 2, 3, 4, 5, 99, 190, 2292, 2293, 2324, 3432, 3433, 6197, ...
7A0103501, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 25, 32, 45, 133, 134, 152, 250, 3190, ...
8A0103541, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 20, 52, 92, 133, 307, 432, 433, ...
9A0103531, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 41, 50, 126, 127, 468, ...

一组密切相关的数字将自恋数推广到 n数字的数,这些数是其数字任何之和。 例如,4150 是一个 4 位数字的数,它是其数字的五次之和。 由于对于这样的数字,数字位数不等于它们被取幂的幂,因此它们不是自恋数。 作为其数字的任何单正幂之和的最小数字是 1、2、3、4、5、6、7、8、9、153、370、371、407、1634、4150、4151、8208、9474、... (OEIS A023052),幂为 1、1、1、1、1、1、1、1、1、3、3、3、3、4、5、5、4、4、... (OEIS A046074)。

另一组相关数字是明希豪森数,它们是等于其数字的幂(每个数字为其自身的幂)之和的数字。

对于 n=3、4、...,等于其数字的 n 次幂之和的最小数字是 153、1634、4150、548834、1741725、... (OEIS A003321)。 等于其数字的 n 次幂之和的 n 位数(有限序列)称为阿姆斯特朗数或加完美数,由 1、2、3、4、5、6、7、8、9、153、370、371、407、1634、8208、9474、54748、... (OEIS A005188) 给出。

如果将求 k 次幂数字和运算迭代应用于数字 n 最终返回到 n,则序列中最小的数字称为 k循环数字不变量

等于其数字的连续幂之和的数字由 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、89、135、175、518、598、1306、1676、2427、2646798 (OEIS A032799) 给出,例如,

 2646798=2^1+6^2+4^3+6^4+7^5+9^6+8^7.
(3)

对于 n=1、2、...,通过对 d 位数 n 的数字求 d 次幂之和获得的值为 1、2、3、4、5、6、7、8、9、1、2、5、10、17、26、... (OEIS A101337)。


另请参阅

加法持久性数字根数字加法哈沙德数卡普雷卡尔数明希豪森数乘法数字根乘法持久性强力数循环数字不变量吸血鬼数

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参考文献

更新链接Corning, T. "指数数字不变量。" http://members.aol.com/tec153/Edi4web/Edi.htmlDeimel, L. E. Jr. 和 Jones, M. T. "寻找超完美数字不变量:技术、结果和观察。" J. Recr. Math. 14, 97-108, 1981.Hardy, G. H. 一位数学家的辩白。 纽约:剑桥大学出版社,第 105 页,1993 年。Heinz, H. "自恋数。" http://www.magic-squares.net/narciss.htmKeith, M. "狂野的自恋数。" http://users.aol.com/s6sj7gt/mikewild.htmLamoitier, J. P. "五十个基本练习。" SYBEX Inc., 1981.Madachy, J. S. "自恋数。" Madachy 的数学娱乐。 纽约:多佛出版社,第 163-173 页,1979 年。Pickover, C. A. 通往无限的钥匙。 纽约:威利出版社,第 169-170 页,1995 年。Pickover, C. A. "关于自恋数的最新八卦。" 第 88 章,数字的奇迹:数学、思维和意义的冒险。 英国牛津:牛津大学出版社,第 204-205 页,2001 年。Rivera, C. "问题与谜题:谜题 015-自恋素数和英俊素数。" http://www.primepuzzles.net/puzzles/puzz_015.htmRoberts, J. 整数的诱惑。 华盛顿特区:美国数学协会,第 35 页,1992 年。Rumney, M. "数字不变量。" Recr. Math. Mag. 第 12 期,6-8 页,1962 年 12 月。Sloane, N. J. A. 序列 A005188/M0488, A003321/M5403, A010344, A010346, A010348, A010350, A010353, A010354, A014576, A023052, A032799, A046074, A101337, 和 A114904 在“整数序列在线百科全书”中。

在 Wolfram|Alpha 上引用

自恋数

引用为

Weisstein, Eric W. "自恋数。" 来自 MathWorld-- Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/NarcissisticNumber.html

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