回文数

更新时间:2024-07-22 14:09

“回文”是指正读反读都能读通的句子,它是古今中外都有的一种修辞方式和文字游戏,如“我为人人,人人为我”等。在数学中也有这样一类数字有这样的特征,成为回文数(palindrome number)。

基本情况

1千以内的回文数

在自然数中,最小的回文数是0,其次是1,2,3,4,5,6,7,8,9,11,22,33,44,55,66,77,88,99,101,111,121,131,141,151,161,171,181,191,202,212,222,232,242,252,262,272,282,292,303,313,323,333,343,353,363,373,383,393,404,414,424,434,444,454,464,474,484,494,505,515,525,535,545,555,565,575,585,595,606,616,626,636,646,656,666,676,686,696,707,717,727,737,747,757,767,777,787,797,808,818,828,838,848,858,868,878,888,898,909,919,929,939,949,959,969,979,989,999.

平方回数

定义:一个回文数,它同时还是某一个数的平方,这样的数字叫做平方回数。例如:121。

100以上至1000以内的平方回数只有3个,分别是:121、484、676。

其中,121是11的平方。

484是22的平方,同时还是121的4倍。

676是26的平方,同时还是169的4倍。

举例说明

任意某一个数通过以下方式相加也可得到

如:29+92=121 还有 194+491=685,586+685=1271,1271+1721=2992

不过很多数还没有发现此类特征(比如196,下面会讲到)

另外个别平方数是回文数

1的平方=1

11的平方=121

111的平方=12321

1111的平方=1234321

……

……

依次类推

3×51=153

6×21=126

4307×62=267034

9×7×533=33579

上面这些算式,等号左边是两个(或三个)因数相乘,右边是它们的乘积。如果把每个算式中的“×”和“=”去掉,那么,它们都变成回文数,所以,我们不妨把这些算式叫做“回文算式”。还有一些回文算式,等号两边各有两个因数。请看:

12×42=24×21

34×86=68×43

102×402=204×201

1012×4202=2024×2101

不知你是否注意到,如果分别把上面的回文算式等号两边的因数交换位置,得到的仍是一个回文算式,比如:分别把“12×42=24×21”等号两边的因数交换位置,得到算式是:

42×12=21×24

这仍是一个回文算式。

还有更奇妙的回文算式,请看:

12×231=132×21(积是2772)

12×4032=2304×21(积是48384)

这种回文算式,连乘积都是回文数。

四位的回文数有一个特点,就是它决不会是一个质数。设它为abba,那它等于a*1000+b*100+b*10+a,1001a+110b。能被11整除。

六位的也一样,也能被11整除

还有,人们借助电子计算机发现,在完全平方数完全立方数中的回文数,其比例要比一般自然数中回文数所占的比例大得多。例如11^2=121,22^2=484,7^3=343,11^3=1331,11^4=14641……都是回文数。

研究现状

人们迄今未能找到自然数(除0和1)的五次方,以及更高次幂的回文数。于是数学家们猜想:不存在n^k(n≥2,k≥5;n、k均是自然数)形式的回文数。

在电子计算器的实践中,还发现了一桩趣事:任何一个自然数与它的倒序数相加,所得的和再与和的倒序数相加,……如此反复进行下去,经过有限次步骤后,最后必定能得到一个回文数。

这也仅仅是个猜想,因为有些数并不“驯服”。比如说196这个数,按照上述变换规则重复了数十万次,仍未得到回文数。但是人们既不能肯定运算下去永远得不到回文数,也不知道需要再运算多少步才能最终得到回文数。

回文数算法

随意找一个十进制的数,把它倒过来成另一个数,再把这两个数相加,得一个和数,这是第一步;然后把这个和数倒过来,与原来的和数相加,又得到一个新的和数,这是第二步。照此方法,一步步接续往下算,直到出现一个“回文数”为n。例如:28+82=110,110+011=121,两步就得出了一个“回文数”。如果接着算下去,还会得到更多的“回文数”。这个过程称为“196算法”。

对回文数的探索过程

上而提到的196这个数,是第一个可能的“利克瑞尔数”,因而它受到了最多的关注。由于还不可能证明一个数永远不能形成“回文数”,所以“196和其他那些(看起来)不能形成回文数的数是利克瑞尔数”这一命题仅是猜想而非已获证明。能证明的仅是那些反例,即如果一个数最终能形成“回文数”,则它不是“利克瑞尔数”。

在电子计算机尚未问世的1938年,美国数学家莱默(D. Lehmer,1905-1991)计算到了第73步,得到了一个没有形成“回文数”的35位的和数。至今挑战此题的数学爱好者从没有间断过,并随着计算机科技的发展,不断有发烧友编写不同的程序对此题发起挑战。据笔者最新调查,领军人W.V.Landingham到2006年2月已经计算到了699万步,得到了一个2.89亿位以上的和数,之间的结果仍未出现“回文数”。

另外介绍一个关于达到“回文数”需要计算步数的世界记录。它是一个19位数字1,186,060,307,891,929,990,算出“回文数,,需要了261步。它是由Jason Doucette的算法及程序于2005年11月30日发现的。下表列举的是各位数字中,到达“回文数”花费步数最多的代表性数字。

编程实现

JAVA源程序

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11 is Plalindrome number

123 is not Plalindrome number

17251 is not Plalindrome number

2882 is Plalindrome number

用visual basic6.0

for i = 100 to 99999 '这里从100开始 后面可以随便填,我这里填99999 表示所有3位数到五位数之间的回文数

if StrReverse(i)=i then print i '用StrReverse函数 判断倒序后的数和原来数是否相同,如果相同者表示此数为回文数

next

用C语言编程

另外一种实现方法(c++)更简便

#include

using namespace std;

bool symm(long m)

{

long temp = m,n=0;

while (temp)

{

n = n*10+temp%10;

temp = temp/10;

}

return (m == n);

}

int main(int argc, _TCHAR* argv[])

{

long m;

cin>>m;

return 0;

}

python源程序

求最长回文数长度的manacher算法

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