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河圖洛書與數學(下集)
2020/03/07 07:31:07瀏覽1516|回應1|推薦41
這篇文章是上一篇「河圖洛書與數學」的下集,主要目的是掀開上集的神秘面紗,用數學方式來證明上集所看到的現象。如果還沒有看過「河圖洛書與數學」上集,請先看完上集再看這篇,才知道這篇的內涵。看完這集,可能在上集的驚嘆與不可思議會頓然消失。一開始我想用一個簡單的數學題目作個引子:

問題1:請問這個所有位數都是1的十八位數111111111111111111是否可以被9整除,作答時間5秒。

在揭曉答案之前,我先陳述一個定理。

定理1:如果一個數的所有位數的和可以被3整除,則該數必可以被3整除。反之亦然(如果一個數可以被3整除,則該數所有位數的和必可以被3整除)。

定理1的證明:先假設一個五位數abcde。
abcde = 10000a + 1000b + 100c + d + e
= (9999a + 999b + 99c + 9d) + (a + b + c + d + e)
= 9(1111a + 111b + 11c + d) + (a + b + c + d + e)

所以如果(a + b + c + d + e) 可以被3整除,abcde就可以被3整除,因為9(1111a + 111b + 11c + d) 可以被3整除。這個五位數可以無限延伸至任何位數都可以用上述方法證明。

對上述的定理1證明觀察一下就可以發現這個證明同樣適用於數字9,於是又有了定理2:

定理2:如果一個數的所有位數的和可以被9整除,則該數必可以被9整除。反之亦然(如果一個數可以被9整除,則該數所有位數的和必可以被9整除)。

根據定理2,問題1的答案是"十八位數111111111111111111可以被9整除"。

有了這兩個定理,解釋「河圖洛書與數學」(上集)所發現的結論就不費吹灰之力了,先看洛書九宮格。
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不管你直線、橫線、斜線任取三個數字,總和都會是15。根據定理1,直線、橫線、或斜線任取一組數字任意排列,其所有數字的和(15)可以被3整除,則該組數字必可以被3整除。是故直線、橫線、或斜線任取兩組數字再將兩組數字分別打亂順序排列然後相乘,其結果必然可以被9整除。證明如下:

假設這兩組數字打亂順序後分別是abc與def,(a + b + c = 15,d + e + f = 15)
abc x def
= (100a + 10b + c) x (100d + 10e + f)
= [(99a + 9b) + (a + b + c)] x [(99d + 9e) + (d + e + f)]
= [9(11a + b) + (a + b + c)] x [9(11d + e) + (d + e + f)]
= 81(11a + b)(11d + e) + 9(11a + b) (d + e + f) + 9(11d + e) (a + b + c) + (a + b + c)(d + e + f)
= 81(11a + b)(11d + e) + 9x15(11a + b) + 9x15(11d + e) + 15x15
= 9 x [9(11a + b)(11d + e) + 15(11a + b) + 15(11d + e) + 25]
故其數可被9整除。

根據定理2,abc x def所得的數所有位數相加必定可以被9整除。又根據定理2,相加結果可以被9整除,結果的所有位數再相加後所得的數一定又是9的倍數(可以被9整除)。還是根據定理2,輾轉相加此9的倍數之所有位數之和至個位數字必然是9。

再看河圖,
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河圖有直線、橫線兩組數字。直線所有數字之和為22,橫線所有數字之和為30。根據定理1,橫線這組數字任意排列所得的數值必定可以被3整除,所以直線、橫線兩組數字分別打亂順序再相乘的乘積必然還是可以被3整除(證明略過,因為太簡單),根據定理1,此乘積所有位數的和必然可以被3整除,再根據定理1,此和的所有位數輾轉加至個位數字必然是3(河圖數)。

再者,河圖橫線這組數字任意排列所得的數值可以被3整除,所以河圖橫線這組數字與洛書直線、橫線、斜線八組數字之一的乘積必然可以被9整除(證明方法類似上述洛書的證明,不再贅述),再根據定理2,此乘積的所有位數之和必定可以被9整除,輾轉加至個位數必然是9(洛書數)。

看到這裡,是不是覺得「河圖洛書與數學」的上集像是看了一場嘆為觀止的魔術,「河圖洛書與數學」的下集像是看了魔術的原理破解?下集好像澆了上集一盆冷水,讓人更清醒,但是這就是數學好玩的地方。

( 知識學習隨堂筆記 )
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引用
引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=fushengpoet&aid=131951456

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ynn600
等級:8
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2020/03/21 13:45

向你招供了吧 ! 其實我有看沒有懂.

佩服你會研究這麼冷門的難題.^-^

ynn

fushengpoet(fushengpoet) 於 2020-03-22 13:37 回覆:
沒關係,是我的表達能力不好,會努力改進。謝謝ynn來訪!下幾個月會以過去未發表的遊記為主。說來諷刺,現在全球大封鎖,短期之內也不可能旅行了,但願這個傳染病趕快平息。