水仙花開遍異世界

自戀數

有些數,我們把各數字 (Digit) 的乘冪 (Power) 求和,而冪數則是該數的位數。若結果剛巧和原來的數相同,我們便稱這些數為「自戀數」或「水仙花數」(Narcissistic Number) ,亦有人稱此數為「岩士唐數」(Armstrong Number)。

 

看看一例子吧!

370:33 + 73 + 03 = 370。

92727:95 + 25 + 75 + 25 + 75 = 92727。

此數最先由數學家麥達奇 (Joseph S. Madachy) 在 1966 年提出,他稱這些數為超完全數字不變數 (Pluperfect Digital Invariant 或 PPDI) 或簡單稱為自戀數或水仙花數或岩士唐數。

 

為何會把水仙花和自戀連上關係呢?那得說說故事了,依據希臘傳說,納西斯 (Narcissus) 是一個美男子,常常在池邊流連,欣賞自己的倒影。山林女神愛歌 (Echo) 愛上了他,苦苦追求,但納西斯卻對愛歌不瞅不睬。女神失戀以後,終日鬱鬱不歡,遠離同伴。愛神維納斯 (Venus) 知道此事以後,她一方面為愛歌的不知自愛而惱恨,罰她不能說話,只能重覆她所聽到的最後的聲音。另一方面,她也決定對納西斯作出懲治。維納斯把納西斯的影子變成絕色美女,納西斯因此愛得發狂,可算是世上最早的自戀狂了。他日夜守在水旁,不思飲食,更不睡覺,終於憔悴而死。別的神仙也對納西斯的死感到可惜,於是把他變成水仙花,讓他美下去。是故水仙花的英文名也是 Narcissus。

 

數學中的「異世界」

當然我們剛才所談的自戀數是在十進制 (Decimal Numeral System) 的世界下展現著她獨有的美感,若然把 370 移到別的「世界」或別的進制 (Numeral System) 下,這數也不會再有原來的那份美感了。相反,有一些數在別的進制下呈現自戀數的特性,現在便由我引路,為閣位介紹一下這些「異世界」的水仙花來。

 

首先任何獨位數 (Single-digital Number) 也是自戀數,當然我們看到十進制中的 9 ,在六進制下便變成了 13(6),也不再獨位了。但在六進制 (Senary Numeral System) 下 1 至 5 仍是獨位的,自戀數的身份仍保持不變。在六進制下,自戀數還有 99、190、2292、2293、3432 等,這兒的數字全是十進制的。 但留意,在「異世界」的水位花不會無限生長,因自戀數本身的位數本來便是有限數,在別的進制也一樣,所以在別的進制下的自戀數同樣是有限數。

 

下表列寫部份進制下的部份自戀數,以作參考:

進制 例子
(如非必要,獨位數不列。)
自戀數個數 最大的自戀數
(以十進制表示,括號內為該進制表示)
OEIS
2 1 1 1 (1)  
3 1, 2, 5, 17 4 17 (122)  
4 28, 35, 43, 62, 243 11 243 (3303) A010344
5 18, 28, 353, 4890, 9113 17 2415951874
(14421440424444)
A010346
6 99, 190, 2324, 6197, 36140 30 19418246235419
(105144341423554535)
A010348
7 10, 250, 3222, 9286, 35411 59 5528252581301500133
(12616604301406016036306)
A010350
8 20, 52, 133, 432, 25639 62 22576559626136290521807162
(112554613377540170731271074472)
A010354
9 41, 468, 469, 8082, 9857 58 4997059916255135935307115148
(104836124432728001478001038311)
A010353
10 153, 371, 1634, 8208, 92727 88 115132219018763992565095597973971522401
(115132219018763992565095597973971522401)
A005188
11 61, 72, 855, 1216, 17865 134 8017673815273748650049141076488293469804187443
(12344AA12A721803422912A8AA4963568083A268456A4)
A161948
12 29, 811, 944, 1539, 28733 87 1293322607944228808282129427891480792237400471799755787 (15079346A6B3B14BB56B395898B96629A8B01515344B4B0714B) A161949
13 17, 793, 794, 8194, 62481 201 7454638481880403945403891592706887301792278612201110020393000661315
(1116BC19923A81C1CC02918093CC63C0CC93CB3387537BC8064A7937BB165)
A161950

 

參考文獻及網址

Weisstein, E. W. "Narcissistic Number." From MathWorld. http://mathworld.wolfram.com/NarcissisticNumber.html.

Wikipedia. "Perfect Digit-to-digit Invariant." From Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Perfect_digit-to-digit_invariant.

王青建 "自戀數"自 數學開心辭典 , 北京:科學出版社, pp 11, 2008

王青建 "自戀數的推廣"自 數學開心辭典 , 北京:科學出版社, pp 12, 2008

談祥柏 "水仙花數"自 樂在其中的數學 , 北京:科學出版社, pp 282-286, 2005

談祥柏 "水仙花數,黑洞與振盪"自 數學不了情 , 北京:科學出版社, pp 195-198, 2010

 

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