书城科普读物必听的数学之谜
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第101章 数字中为何有周期现象

周期现象是普遍存在的。如果你注意一下,就可以发现,数字中也存在着形形色色的周期现象。

例如,自然数经过5次乘方之后,其末位数会出现“重现”或“回归”:2的5次方是32,其末位仍然是2;3的5次方是243,其末位仍然是3;7的5次方,我们即使不算出其结果,也可以肯定它的末位必定还是7;等等。

观察一下从1至9的平方的末位数,可以发现它们组成了一个回文序列:1,4,9,6,5,6,9,4,1.10的平方100末位是0,而此后各数的平方的末位数又是1,4,9,6,5,6,9,4,1.整个自然数的平方的末位数,始终在那儿兜圈子,循环反复,以至无穷。而这些反复出现的周期,中间是以0来分界的。

人们还发现,一切平方数的根数只能是1,4,7,9这四个数字,不可能是其他数字。这里所称的“根数”,就是把一个正整数的各位数字统统相加起来,求出其和数,如果这个和数比9大,就一直减去9的整倍数,直至余数小于或等于9为止。例如,135的根数是9,246的根数是3,等等。

利用上述知识,有时很容易判别一个数究竟是不是平方数。譬如说,98765432123456789是不是一个平方数?我们不妨查一下它的根数,是8,而不是1,4,7,9中的一个,于是就可以肯定它不是一个完全平方数。

一切平方数的根数不仅具有如上的特性,而且当完全平方数依序递增时,其根数也是以1,4,9,7,7,9,4,1的回文序列反复出现的。不过,这一次是以9,而不是用0来作为各个周期的分界。下面举些实例来说明:

100(10的平方)的根数为1;

121(11的平方)的根数为4;

144(12的平方)的根数为9;

169(13的平方)的根数为7;

196(14的平方)的根数为7;

225(15的平方)的根数为9;

256(16的平方)的根数为4;

289(17的平方)的根数为1;

324(18的平方)的根数为9;——周期的分界标志

361(19的平方)的根数为1;——下一周期的开始

……

平方数的这些性质,不仅有趣,而且有很大的实用价值。灵活运用这些性质,我们就可掌握许多速算的窍门。