关于神奇数字142857新的发现，不知发在这里是否合适，请大家拍砖

qianzc2015

神奇数字“142857”新的发现与解读
钱忠淳 新疆富蕴县前可可托海一中（836300）
+ Q' t/ e: R1 B2 i
- {9 k5 u+ |" K3 g
' m& R3 A# V$ M# r内容提要：多年来在国内外互联网上流传着一个“世界最神奇数字”142857，引起了各国青少年网民的浓厚兴趣。围绕这个神奇数字，人们津津乐道，网民跟帖连篇，惊奇赞叹不已。2012年底，有人提出计算公式，对它的神奇性质进行论证，才撩开了它的神奇面纱。。近两年来在神奇数字142857的乘方运算以及它的n次幂众数和的规律方面，又有了新的探索和发现。
关键词：神奇数字142857  142857的乘方 众数和
! u  u, P4 G. p& r0 ?" I) N
) R7 p1 _6 s1 C. p4 r0 v% Z一、“142857”的神奇性质
现将142857这个数字 的神奇性质列表如下：
表1. 神奇数字142857的性质列表
  G1 H* ^7 E4 d9 P2 m1 G142857×1=142857        142857×15=2142855        1+4+2+8+5+7=27
4 b# E1 F) t0 c9 }2+7=9
14+28+57=99
142+857=999
3 N% g; o8 a6 Q( f: ^* d% R; Y142857×2=285714        142857×23=3285711       
  T9 n; u  F) d0 P- q- w' V142857×3=428571        142857×31=4428567       
* x0 z% c+ {% W; W. r142857×4=571428        142857×39=5571423       
5 p2 P; B3 M' r" E8 y142857×5=714285        142857×47=6714279        1428572=20408122449
142857×6=857142        142857×55=7857135        20408+122449
=142857
142857×7=999999        142857×63=8999991       
- C" R9 z0 F  B' f7 I8 X1428573=2915443148696793.
        2915+443148+696793=1142856=8×142857
1428574=416401461893377757601
        416+401461+893377+757601=2142855=15×142857
1428578=173465137830082936774412507899619681846631.
173465+137830+082936+774412++507899+619681+846631
5 h  Q0 O$ l+ R* b! u* d9 c/ x4 \=3142854=22×142857
  ?, k- Q* \3 \0 y; R% Y9 o142857n+1=(142857n-1)/7(106-1)+142857
3 ]8 M' \. k2 U& X
这个数字应该是在计算“7”的倒数时受到启发而提出的：
1/7=0.1428571…，142857==999999/7 = (106-1)/7
142857这个数能被"9"整除（142857=15873×9），因此，它的各位数字之和应等于9：
142857=15873×9，
4 r+ F/ G6 z0 p' P# @+ \) c4 ~1×(105-1)+1+4×(104-1)+4+2(103-1)+2+8(102-1)+8+5(10-1)+5+7=15873×9.
$ C, F) P0 y* B8 T# K  [令1×(105-1)+4×(104-1)+2(103-1)+8(102-1)+5(10-1)=9R, 1+4+2+8+5+7=9(15873-R)=9S.
27=9S, 2× (10-1) +2+7=9S.  2+7=9.  (R, S 皆为自然数)
4 D4 C2 L7 J* C6 k' x7 e  _这表明，重复进行以上运算，最终将得到“9”。由此可见，将六位数142857 拆分为6个个位数相加，或3个二位数相加，或2个三位数相加，最终将得到“9”。
二、神奇数字142857的计算规律
以下就神奇数字142857的整数倍计算，它的n次幂计算以及n次幂“众数和”的规律，分别予以讨论。
（一）142857的简单整数倍（n<7）计算
为计算n×142857，笔者曾提出过表达系数n的不定方程[ ]
n=(10b-7a)，
  x6 e6 }, y3 O" Wn=1, 2, 3, 4, 5, 6.    a,b  为待定系数
  u( {9 T3 Y1 a$ N解此不定方程，得到
% W0 ]8 D, o0 t2 h                  表2 不定方程的解
* O. c' E6 U- T/ b- Zn        1        2        3        4        5        6
6 n) B8 f8 Q- x+ p) oa        142857        14        1        1428        14285        142
b        6        2        1        4        5        3
由此得到142857的简单整数倍的计算式
nA=(10b-7a)A=10bA-106a+a（令 А =142857= (106-1)/7）    (1)
式 (1) 明确直观地表明了神奇数字142857简单整数倍(n<7)的变化规律，即 nA仍由这六个数字所组成，只是排列顺序发生了有规律的变化。以5 A为例：
/ ^' d! p$ }5 u5 g. U( F4 R5A=105A-14285×106+14285=14285700000-14285000000+14285=714285
在式 (1)中，等号后前面两项相减的结果是在“142857”中位于“7”（即5 A的首位数字）前的14285的消失，而加上第三项“+a”,14285 又出现了。
由上表可知，在以上142857的简单整数倍的计算过程中，消失而后复出的，总是在“142857”中该 nA首位数之前的数a，这个“ nA首位数”就是乘积1.4 n（取整数，1.4为142857的前两位）。如 n=2，3,4,5,6时， nA的首位数分别为2,4,5,7,8，在“142857”中它们前面的数a则分别为14,1,1428,14285,142. b表示a的位数。
其实不用专门设立和求解不定方程（1），只要细心分析求“7”的倒数的运算过程，就能一目了然。求出1,4,2,8,5,7这六个数字经历了六步，即
# J: i" q) H) r7 j5 t7 o2 H101-7×1=3，102-7×14=2，103-7×142=6，104-7×1428=4，105-7×14285=5，106-7×142857=1。
归纳这六步就能得到表达这些简单整数的不定方程：
$ c' |) h9 m9 ]0 @& _, Hn=(10b-7a)，
& o7 Z1 r* Z3 e0 _待定系数也一目了然了。
当计算142857的任意正整数倍（7m+n）A时，式（1）可变化为
/ @$ u/ ~. |% f) _3 b( i' hA=m×106+nA-m                          ( 2 )
9 m2 l8 v# j" l9 W# Z5 B因为 (7 m+n) A =7m A+ n A=7m (106-1)/7+ n A
比如,求 13 A =？
   m=1，n=6，
13 A=（7+6 ) A=7 A+6 A= 1 × (106-1) +857142=1857141.  (6 A=857142).
（二）142857的n次幂的计算
结合二项式定理，将式（2）用于142857的n次幂的计算，可使运算过程更为简便。
由于 A=7m+1.(m=20408), 在(7m+1)n 的展开式中，末项为1，其余各项均含有7m的因子，
6 t: `' S! R1 V, B' z由此
: D, |! g+ ~" p(7m+1)n= (7p+1)，7p=An-1，    An+1=An × A=(7p+1) (106-1)/7,
9 O4 o# V6 ^, g4 g8 \" W最终得到
7 b0 \2 i5 c2 P5 v2 h4 I% [An+1=（An-1）/7(106-1)+A                    （3）
; U( @; L( C8 @7 x( s" ~" J8 @现运用式（3）计算1428572，研究A2与 A之间的关系：
1428572=（A-1）/7 (106-1) +A =20408 ×106+142857-20408=20408122449,
142857=20408+122449.
这就是将1428572（20408122449）拆分为20408和122449，这两数之和正好等于142857的奥秘所在。
4 Q. g, K7 q" z2 a/ `运用式（3）依次计算142857的高次幂，优越性尤为明显，如
A3=（A2-1）/7 (106-1) +A =2915443148696793
/ Z; E7 y( P( A6 VA4=（A3-1）/7 (106-1) +A  =416491461893377757601.
试想，如果已知A3=2915443148696793，要用常规方法计算：
2 m: ?5 T" ^& [4 G7 E2915443148696793×142857=？
被乘数与乘数分别为16位数和6位数，需通过多少次的乘法运算，又需通过多少次的加法运算！
（三）142857的n次幂An的“众数和”
) Q7 J/ m1 V$ r在142857的n次幂An的运算中，142857是个六位数的底数，将An数值的多位数划分为若干个六位数（最后一个可能不够六位），再将这些六位数相加，就得到它的“众数和”（用A1，A2，A3……表示）。例如：
A3=2915443148696793，                           
& h" w6 ]1 k0 X" S; D3 a8 S A3=2915+443148+696793=1142856=8 A
现将142857的9次幂以内的数值及其众数和计算结果列举如下：
A1 =142857，                   A1 =142857= A
" r7 j( J4 Z0 H! IA2 =20408122449，                               A2=142857= A
A3=2915443148696793，                           A3=1142856=8 A
A4=416491461893377757601.                        A4=2142855=15 A
A5=59498720771702266317606057，                  A5=2142855=15 A
7 l/ I# ^: q8 M6 V' o( NA6=8499808753283070659334248484849，             A6=2142855=15 A
) ^0 s: `2 n" d% EA7=1214257179067759625180512735810073583，            A7=2142855=15 A
- I) v4 k* V% H# {  V* V. x9 IA8=173465137830082936774412507899619681846631，      A8=3142854=22A
A9=24780709194992158098782247641015968889564164767，    A9=3142854=22 A
显然，构成An 众数和的规律是An=(7R+1)A.                  （4）
而数字142857的n次幂An则构成等比数列。
现以A3为例，验证如下：
7 ~& l1 C- p" ~7 M6 X已知：
& O+ i& E5 {& Y- c- B+ u) zA3=2915443148696793（令a=2915，b=443148，c=696793）
A3=2915+443148+696793=1142856=8 A
8 ]) Z% d4 e9 U! p& l2 b: G" ~4 O. @' w证明：
! [4 @3 n  X  H  tA3= a×1012 +b×106+c
  = a×（106-1+1）2+b×（106-1+1）+c
  = a×（106-1）2+2 a（106-1）+a +b×(106-1）+b +c
  = a×（7A）2+2 a（7A）+a +b×(7A）+b +c.
又： A3=7A×(A2-1)/7+A. 因此，
; E. a% \$ G3 k9 B, n4 E; I" O! g( i% a0 oa+b+c= A3-[ a×(7A）2+2 a（7A） +b×(7A)]
! w0 }1 Y  t" P       =7 A[(A2-1)/7- a×(7A)-2a-b]+A
' w& \* Q& Z! y9 @0 n6 H9 ^0 F=7A(P-Q)+A
= (7R+1)A.                                                
以上P,Q,R 均为自然数。
8 L& C! z0 B; L5 q- p) {& i9 h对A3
a+b+c=7 A[(A2-1)/7- a×(7A)-2a-b]+A =7A(P-Q)+A =7A(2915446064-2915446063)+A=8 A.
三 、总结
以上就是对神奇数字142857各种奥秘的发现和解读。
/ k( _" u3 {. t
: C. l/ }! J- g& S4 R' Y5 S# W' a: ^9 ~参考文献：
[1] 钱忠淳,“Раскрытие секретов магического числа 142857”(破解神奇数字 142857)[J]，俄罗斯《МАТЕМАТИКА В ШКОЛЕ》（中学数学），2012，（10）.
4 |3 h0 Y. t" B; c& H9 o* Y