趣味特征数

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  未来学家们满怀信心地预测:2020年人类将彻底战胜癌症;月球上将建成永久性的居民点……可见,2020年是充满希望的年份,不仅如此,它还是个非常有意思的彭罗斯特征数。
  什么是彭罗斯特征数?
  如果一个数的首位数字表示这个数中零的个数,第二、三、四位数字分别表示这个数中1的个数、2的个数与3的个数,这个数就叫特征数。
  由于它是由20世纪赫赫有名的数学家、英国皇家协会会员、牛津大学教授罗迦·彭罗斯提出来的,所以也叫彭罗斯特征数。
  比如,1210就是一个特征数。首位数字1表示它有1个0,第二位数2表示它有2个1,第三位数1表示有1个2,第四位数0表示有0个3。
  很显然,2020的首个数字2表示它有2个0,而第二、三、四位数分别表示了这个数中1的个数为0、2的个数为2,3的个数为0,所以它也是一个特征数。
  有趣的是,彭罗斯在提出这种特征数时,又连珠炮似的向人们提出了一系列与特征数有关的问题:这种特征数中最小的数是多少,最大的又是多少?各个位数的特征数是不是都存在,比如特征数是不是有六位数的?所有这种特征数的和是多少?
  提完问题后,他在一张纸上写出了最后一题的答案,并将这张纸条放在一个锦囊中,吩咐别人暂时把它封存,然后,不作任何提示,飘然而去。
  彭罗斯的问题引起了数学家和数学爱好者的深厚兴趣。经过多年的研究探索,人们发现一位、二位、三位和六位数的彭罗斯特征数不存在,四位数彭罗斯特征数只有1210和2020,因此1210是最小的特征数。
  由于9是最大的一位数,因此,我们不难发现彭罗斯特征数家庭中最年长的成员应该是9210000001000这个十三位数。依此类推,可以得到其他位数的彭罗斯特征数,一共有这几个数:
  十三位数是9210000001000,十二位数是821000001000,十一位数是72100001000,十位数是6210001000,九位数是521001000,八位数是42101000,七位数是3211000,5位数是21200,4位数有2020和1210。
  人们将找到的全部彭罗斯特征数统统加起来,得到和为10109876341430。
  他们迫不急待地打开彭罗斯的那只锦囊,发现答案与得到的结果毫厘不差,真所谓英雄所见略同,感慨之余,对彭罗斯也充满了深深的钦佩和敬意。
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