Проверить, является ли четырехзначное число палиндромом. Палиндромы и "перевертыши" среди простых чисел Список использованных источников информации

Наталья КАРПУШИНА

ЗАДОМ НАПЕРЁД

Числовой палиндром — это натуральное число, которое читается слева направо и справа налево одинаково. Иначе говоря, отличается симметрией записи (расположения цифр), причём число знаков может быть как чётным, так и нечётным. Палиндромы встречаются в некоторых множествах чисел, удостоенных собственных названий: среди чисел Фибоначчи — 8, 55 (6-й и 10-й члены одноимённой последовательности); фигурных чисел — 676, 1001 (квадратное и пятиугольное соответственно); чисел Смита (составное число, сумма цифр которого равна сумме цифр его простых делителей) — 45454, 983389. Указанным свойством обладает также всякий репдиджит (натуральное число, в записи которого все цифры одинаковые), например 2222222 и, в частности, репьюнит (натуральное число, записанное с помощью одних только единиц).

Палиндром можно получить как результат операций над другими числами. Так, в книге «Есть идея!» известного популяризатора науки Мартина Гарднера в связи с этой задачей упоминается «гипотеза о палиндромах». Возьмём любое натуральное число и сложим его с обращённым числом, то есть записанным теми же цифрами, но в обратном порядке. Проделаем то же действие с получившейся суммой и будем повторять его до тех пор, пока не образуется палиндром. Иногда достаточно сделать всего один шаг (например, 312 + 213 = 525), но, как правило, требуется не менее двух. Скажем, число 96 порождает палиндром 4884 только на четвёртом шаге. В самом деле:

165 + 561 = 726,

726 + 627 = 1353,

1353 + 3531 = 4884.

А суть гипотезы в том, что, взяв любое число, после конечного числа действий мы обязательно получим палиндром.

Можно рассматривать не только сложение, но и другие операции, включая возведение в степень и извлечение корней. Вот несколько примеров того, как при их помощи из одних палиндромов получаются другие:

ИГРЫ ЦИФР

До сих пор мы рассматривали в основном составные числа. Теперь обратимся к числам простым. В их бесконечном множестве имеются немало любопытных экземпляров и даже целые семейства палиндромов. Только среди первых ста миллионов натуральных чисел насчитывается 781 простой палиндром, причём двадцать приходятся на первую тысячу, из них четыре числа однозначные — 2, 3, 5, 7 и всего одно двузначное — 11. С такими числами связано немало интересных фактов и красивых закономерностей.

Во-первых, существует единственный простой палиндром с чётным числом цифр — 11. Другими словами, произвольный палиндром с чётным числом цифр, большим двух, число составное, что нетрудно доказать на основе признака делимости на 11.

Во-вторых, первой и последней цифрами любого простого палиндрома могут быть только 1, 3, 7 или 9. Это следует из известных признаков делимости на 2 и на 5. Любопытно, что все простые двузначные числа, записанные с помощью перечисленных цифр (за исключением 19), можно разбить на пары чисел-«перевёртышей» (взаимно обращённых чисел) вида и , где цифры a и b различны. Каждая из них, независимо от того, какое число стоит на первом месте, читается одинаково слева направо и справа налево:

13 и 31, 17 и 71,

37 и 73, 79 и 97.

Заглянув в таблицу простых чисел, мы обнаружим аналогичные пары, в записи которых присутствуют и другие цифры, в частности, среди трёхзначных чисел подобных пар наберётся четырнадцать.

Кроме того, среди простых трёхзначных палиндромов встречаются пары чисел, у которых средняя цифра отличается всего на 1:

181 и 191, 373 и 383,

787 и 797, 919 и 929.

Аналогичная картина наблюдается и у бо`льших простых чисел, например:

94849 и 94949,

1177711 и 1178711.

Простые числа-палиндромы могут «задаваться» разными симметричными формулами, которые отражают особенности их записи. Это хорошо видно на примере пятизначных чисел:

Кстати, простые многозначные числа вида встречаются, очевидно, только среди репьюнитов. Таких чисел известно пять. Примечательно, что у каждого из них количество цифр выражается простым числом: 2, 19, 23, 317, 1031. А вот среди простых чисел, у которых все цифры, кроме центральной, единицы, был обнаружен палиндром весьма внушительной длины — в нём 1749 цифр:

Вообще среди простых чисел-палиндромов встречаются удивительные экземпляры. Вот лишь один пример — числовой гигант

А интересен он тем, что содержит 11 811 цифр, которые можно разбить на три палидромические группы, причём в каждой группе количество цифр выражается простым числом (5903 или 5).

ПРИМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ПАРЫ

Любопытные палиндромические закономерности просматриваются и в группах простых чисел, в записи которых присутствуют определённые цифры. Скажем, только цифры 1 и 3, причём в каждом числе. Так, двузначные простые числа составляют упорядоченные пары 13 — 31 и 31 — 13, из шести трёхзначных простые сразу пять чисел, среди которых есть два палиндрома: 131 и 313, а ещё два числа образуют пары «перевёртышей» 311 — 113 и 113 — 311. Во всех этих случаях составленные пары наглядно представляются в виде числовых квадратов (рис. 1).

Своими свойствами они напоминают магический и латинский квадраты. Например, у среднего квадрата сумма чисел, стоящих в каждой строке и в каждом столбце, равна 444, на диагоналях — 262 и 626. Сложив числа из всех клеток, получим 888. И что характерно, каждая сумма — палиндром. Даже просто выписывая без пробела несколько чисел из одной таблицы, получим новые палиндромы: 3113, 131313131 и т. д. Какое наибольшее число можно составить таким способом? Будет ли оно палиндромом?

Если в каждую из пар 311 — 113 и 113 — 311 добавить 131 или 313, образуются четыре палиндромические тройки. Запишем одну из них в столбик:

Как видим, и сами числа, и нужная их комбинация дают о себе знать при прочтении в разных направлениях. Кроме того, расположение цифр симметрично, а их сумма в каждой строке, каждом столбце и на одной из диагоналей выражается простым числом - 5.

Надо сказать, рассмотренные числа интересны и сами по себе. Например, палиндром 131 — простое циклическое число: при любых последовательных перестановках первой цифры на последнее место он порождает простые числа 311 и 113. Можете ли вы указать другие простые палиндромы, обладающие таким же свойством?

А вот пары чисел-«перевёртышей» 13 — 31 и 113 — 311 при возведении в квадрат дают также пары «перевёртышей»: 169 — 961 и 12769 — 96721. Любопытно, что даже суммы их цифр оказались связаны хитрым образом:

(1 + 3) 2 = 1 + 6 + 9,

(1 + 1 + 3) 2 = 1 + 2 + 7 + 6 + 9.

Добавим, что среди натуральных чисел имеются и другие пары «перевёртышей» с подобным свойством: 103 — 301, 1102 — 2011, 11113 — 31111 и др. Чем объясняется подмеченная закономерность? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять, что особенного в записи указанных чисел, какие цифры и в каком количестве могут в ней присутствовать.

ЧИСЛОВОЙ КОНСТРУКТОР

Из простых чисел-палиндромов, располагая их определённым образом, скажем построчно, можно составить симметричные фигуры, отличающиеся оригинальным рисунком из повторяющихся цифр.

Вот, например, красивая комбинация из простых палиндромов, записанных с помощью 1 и 3 (кроме первого, рис. 2). Особенность этого числового треугольника в том, что один и тот же фрагмент повторяется трижды, не нарушая симметрию рисунка.

Легко видеть, что общее количество строк и столбцов — число простое (17). К тому же простые числа и суммы цифр: выделенных красным фрагментов (17); каждой строки, за исключением первой (5, 11, 17, 19, 23); третьего, пятого, седьмого и девятого столбцов (7, 11) и «лесенки» из единиц, образующей боковые стороны треугольника (11). Наконец, если двигаться параллельно указанным «сторонам» и складывать по отдельности цифры третьего и пятого рядов (рис. 3), получим ещё два простых числа (17, 5).

Продолжая построение, можно сконструировать на основе данного треугольника более сложные фигуры. Так, ещё один треугольник с аналогичными свойствами нетрудно получить, двигаясь с конца, то есть начать с последнего числа, вычёркивая на каждом шаге две одинаковые симметрично расположенные цифры и переставляя или заменяя другие — 3 на 1 и наоборот. При этом сами цифры следует выбирать с таким расчётом, чтобы образующееся в итоге число оказалось простым. Объединив обе фигуры, получим ромб с характерным узором из цифр, скрывающим в себе немало простых чисел (рис. 4). В частности, сумма выделенных красным цветом цифр равна 37.

Другой пример — треугольник, полученный из исходного после добавления к нему шести простых палиндромов (рис. 5). Фигура сразу привлекает внимание своим изящным обрамлением из единиц. Её окаймляют два простых репьюнита одинаковой длины: 23 единицы составляют «основание» и ещё столько же — «боковые стороны» треугольника.

Ещё несколько фигур

Можно составить также многоугольные фигуры из чисел, обладающие определёнными свойствами. Пусть требуется построить фигуру из простых палиндромов, записанных с помощью 1 и 3, у каждого из которых крайние цифры — единицы, а сумма всех цифр и общее количество единиц в строке — простые числа (исключение — однозначный палиндром). Кроме того, простым числом должно выражаться общее количество строк, а также цифр 1 либо 3, встречающихся в записи.

На рис. 6 приведено одно из решений задачи — «домик», сконструированный из 11 различных палиндромов.

Конечно, не обязательно ограничиваться двумя цифрами и требовать наличия в записи каждого используемого числа всех указанных цифр. Скорее, наоборот: ведь именно их необычные сочетания придают своеобразие узору фигуры. В подтверждение этому приведём несколько примеров красивых палиндромических зависимостей (рис. 7 - 9).

Теперь, вооружившись таблицей простых чисел, вы и сами сконструируете фигуры вроде предложенных нами.

А напоследок ещё одна диковинка — треугольник, буквально пронизанный вдоль и поперёк палиндромами (рис. 10). В нём 11 строк из простых чисел, а столбцы образованы репдиджитами. И главное: ограничивающий фигуру с боков палиндром 193111111323111111391 — число простое!

Формулировка. Дано четырехзначное число. Проверить, является ли оно палиндромом. Примечание: палиндромом называется число, слово или текст, которые одинакового читаются слева направо и справа налево. Например, в нашем случае это числа 1441, 5555, 7117 и т. д.

Примеры других чисел-палиндромов произвольной десятичной разрядности, не относящиеся к решаемой задаче: 3, 787, 11, 91519 и т. д.

Решение. Для ввода числа с клавиатуры будем использовать переменную n . Вводимое число принадлежит множеству натуральных чисел и четырехзначно, поэтому оно заведомо больше 255, так что тип byte для ее описания нам не подходит. Тогда будем использовать тип word .

Какими же свойствами обладают числа-палиндромы? Из указанных примеров легко увидеть, что в силу своей одинаковой «читаемости» с двух сторон в них равны первый и последний разряд, второй и предпоследний и т. д. вплоть до середины. Причем если в числе нечетное количество разрядов, то серединную цифру можно не учитывать при проверке, так как при выполнении названного правила число является палиндромом вне зависимости от ее значения.

В нашей же задаче все даже несколько проще, так как на вход подается четырехзначное число. А это означает, что для решения задачи нам нужно лишь сравнить 1-ю цифру числа с 4-й и 2-ю цифру с 3-ей. Если выполняются оба эти равенства, то число – палиндром. Остается только получить соответствующие разряды числа в отдельных переменных, а затем, используя условный оператор, проверить выполнение обоих равенств с помощью булевского (логического) выражения.

Однако не стоит спешить с решением. Может быть, мы сможем упростить выведенную схему? Возьмем, например, уже упомянутое выше число 1441. Что будет, если разделить его на два числа двузначных числа, первое из которых будет содержать разряд тысяч и сотен исходного, а второе – разряд десятков и единиц исходного. Мы получим числа 14 и 41. Теперь, если второе число заменить на его реверсную запись (это мы делали в задаче 5 ), то мы получим два равных числа 14 и 14! Это преобразование вполне очевидно, так в силу того, что палиндром читается одинаково в обоих направлениях, он состоит из дважды раза повторяющейся комбинации цифр, и одна из копий просто повернута задом-наперед.

Отсюда вывод: нужно разбить исходное число на два двузначных, одно из них реверсировать, а затем выполнить сравнение полученных чисел с помощью условного оператора if . Кстати, для получения реверсной записи второй половины числа нам необходимо завести еще две переменные для сохранения используемых разрядов. Обозначим их как a и b , и будут они типаbyte .

Теперь опишем сам алгоритм:

1) Вводим число n ;

2) Присваиваем разряд единиц числа n переменной a , затем отбрасываем его. После присваиваем разряд десятковn переменной b и также отбрасываем его:

3) Присваиваем переменной a число, представляющее собой реверсную запись хранящейся в переменных a и b второй части исходного числа n по уже известной формуле:

4) Теперь мы можем использовать проверку булевского выражения равенства полученных чисел n и a помощью оператора if и организовать вывод ответа с помощью ветвлений:

if n = a then writeln(‘Yes’) else writeln(‘No’);

Так как в условии задачи явно не сказано, в какой форме необходимо выводить ответ, мы будем считать логичным вывести его на интуитивно понятном пользователю уровне, доступном в средствах самого языкаPascal . Напомним, что с помощью оператора write (writeln ) можно выводить результат выражения булевского типа, причем при истинности этого выражения будет выведено слово ‘TRUE’ («true» в пер. с англ. означает «истинный»), при ложности – слово ‘FALSE’ («false» в пер. с англ. означает «ложный»). Тогда предыдущая конструкция с if может быть заменена на

1. program PalindromeNum;
2. n: word;
3. a, b: byte;
4. begin
5. readln(n);
6. a:= n mod 10;
7. n:= n div 10;
8. b:= n mod 10;
9. n:= n div 10;
10. a:= 10 * a + b;
11. writeln(n = a)

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Что такое палиндром? Работа выполнена учителем математики Приходько Галиной Владимировной

2 слайд

Описание слайда:

Задача Автомобилист посмотрел на счетчик своего автомобиля и увидел симметричное число (палиндром) 15951 км (читается одинаково слева направо или наоборот). Он подумал, что, скорее всего, уже не скоро появится другое симметричное число. Однако уже через 2 часа он обнаружил новое симметричное число. С какой постоянной скоростью автомобилист проехал эти два часа? Решение: следующее симметричное число равно 16061. Разница составляет 16061 - 15951 = 110 км. Если 110 км поделить на 2 часа, то получится скорость 55 км/ч. Ответ: 55 км/ч

3 слайд

Описание слайда:

Задача ЕГЭ а) Приведите пример числа-палиндрома, который делится на 15. б) Сколько существует пятизначных чисел-палиндромов, делящихся на 15? в) Найдите 37-е по величине число-палиндром, которое делится на 15. Ответы: а) 5115; б) 33; в) 59295

4 слайд

Описание слайда:

Что значит палиндром? Слово палиндром произошло от греческого слова palindromos (palindromos), обозначающего “вновь бегущий назад”. Палиндромами могут быть не только числа, но также и слова, предложения и даже тексты.

5 слайд

Описание слайда:

В математике Числа - палиндромы читаются одинаково как слева направо, так и справа налево. Примерами являются все однозначные числа, двузначные вида αα, такие как 11 и 99, трехзначные числа вида αβα, например 535 и так далее. Более того, все двузначные числа дают палиндромы (наибольшего числа шагов – 24- требуют числа 89 и 98) А вот даёт ли число 196 палиндром ещё пока неизвестно. Числовые палиндромы 676 (наименьшее число-палиндром, являющееся квадратом непалиндрома - 26). 121 (наименьшее число-палиндром, являющееся квадратом палиндрома - 11).

6 слайд

Описание слайда:

Суперпалиндром Некоторые палиндромические фразы и словосочетания известны нам ещё с глубокой древности. Тогда им часто придавали магический смысл. К магическим палиндромам так же относятся магические квадраты например, SATOR AREPO TENET OPERA ROTAS (переводится как «Сеятель Арепо с трудом держит колёса»).

7 слайд

Описание слайда:

В настоящее время палиндром лишен всех магических сил и представляет собой обычную словесную игру, позволяющую немного пошевелить мозгами. Большинство палиндромов представляют собой относительно связный набор слов, но есть и любопытные цельные и понятные фразы, к примеру, «Но невидим Архангел лег на храм и дивен он». Если говорить о словах-палиндромах, самым длинным в мире принято считать слово "SAIPPUAKIVIKAUPPIAS", которое в переводе с финского языка означает «продавец мыла».

8 слайд

Описание слайда:

Задача: выяснить, как часто встречаются симметрические числа среди простых чисел. Для чисел меньших 1000 это легко выяснить по таблице простых чисел. Среди простых двузначных чисел существует единственное симметрическое число - 11. Далее нашлись: 101, 131, 151, 181, 191, 313, 353, 373, 383, 727, 757, 797, 919, 929.

9 слайд

Описание слайда:

Доказательство Среди четырехзначных чисел простых симметрических чисел нет. Докажем это. Четырехзначное симметрическое число имеет вид авва. По признаку делимости на 11 разность суммы чисел, стоящих на нечетных местах, и суммы чисел, стоящих на нечетных местах: (а+в)-(в+а)=0. Это означает, что все четырехзначные симметрические числа делятся на 11, т. е. составные. Аналогично можно доказать, что простых чисел не будет среди всех 2n – значных симметрических чисел.

10 слайд

Описание слайда:

До 100 имеется 25 простых чисел, среди них – одно симметрическое, что составляет 4 %. До 1000 простых чисел становится 168. Симметрических – 16. Это примерно 9,5%. До 10000 число симметрических чисел не меняется. До 1000000 - 78498 простых чисел. Симметрических чисел стало 109. Это примерно 0,13%. Ясно, что процент симметрических чисел уменьшается, но сказать, что среди очень больших чисел простых симметрических совсем не будет невозможно.

11 слайд

Описание слайда:

Есть идея Числовые палиндромы могут являться результатом операций над другими знаками. Мартин Гарднер, автор книги «Есть идея!», являясь достаточно известным популяризатором науки, выдвигает определенную гипотезу. Если взять натуральное число (любое) и прибавить к нему обращенное (состоящее из тех же цифр, но в обратном порядке), затем повторить действие, но уже с полученной суммой, то на одном из шагов получится палиндром. В некоторых случаях достаточно осуществить сложение единожды: 213 + 312 = 525. Но обычно необходимо не меньше двух операций. Так, например, если взять число 96, то, совершив последовательное сложение, палиндром можно получить только на четвертом уровне: 96 + 69 = 165 165 + 651 = 726 726 + 627 = 1353 1353 + 3531 = 4884 Суть гипотезы состоит в том, что если брать любое число, после определенного количества действий будет обязательно получен палиндром. Примеры можно найти не только в сложении, но и в возведении в степени, извлечении корней и прочих операциях.

12 слайд

Описание слайда:

Пример1 Возьмём число 619 Прочитаем его 1 шаг справа налево 916 Сложим два числа 1535 «перевернём» 5351 2 шаг Сложим 6886 Число 6886 – палиндром. Причём полученное всего за 2 шага. Читая его справа налево или слева направо, получим то же самое число.

13 слайд

Описание слайда:

Пример2 Возьмём число 95 1 шаг. 1 шаг « Перевернём» 59 Сложим 154 2 шаг. «Перевернём» 451 2 шаг Сложим 605 3 шаг «Перевернём» 506 3 шаг Сложим 1111 Число 1111 – палиндром.

14 слайд

Описание слайда:

Буратино Вы все наверняка помните книгу о приключениях Буратино. А помните, как строгая Мальвина учила его писать? Она велела ему записать такую фразу: А РОЗА УПАЛА НА ЛАПУ АЗОРА- вот и ещё один палиндром.

15 слайд

Описание слайда:

Палиндромы в литературе НАЖАЛ КАБАН НА БАКЛАЖАН, ТЫ, САША, СЫТ, НА В ЛОБ, БОЛВАН АРГЕНТИНА МАНИТ НЕГРА НО ТЫ ТОНКА, КАК НОТЫ ТОН, АДА ПСАРИ И РАСПАДА

16 слайд

Описание слайда:

Слова- палиндромы ШАЛАШ, НАГАН, КАЗАК, КОК, ТОПОТ, РОТОР, КАБАК, ПУП, ДЕД, РАДАР

17 слайд

Описание слайда:

Фразы-палиндромы ОСЕЛО КОЛЕСО, Я НЕ СТАР БРАТ СЕНЯ Я ЕМ ЗМЕЯ А СОБАКА БОСА АРГЕНТИНА МАНИТ НЕГРА ИСКАТЬ ТАКСИ ЦЕНИТ НЕГРА АРГЕНТИНЕЦ ЛЁША НА ПОЛКЕ КЛОПА НАШЁЛ

18 слайд

Описание слайда:

Палиндромы в иностранных языках «Madam, I’m Adam» - представление мужчины даме (Мадам, я Адам). На это дама скромно может ответить «перевертышем»: «Eve» (Ева). Бывают симметричными не только предложения или наборы букв. Race fast, safe car (Гони быстро, безопасная машина) Do geese see God? (Видят ли гуси бога?) Never odd or even (Никогда нечётные или чётные) Don’t nod (Не кивай) Dogma: I am God (Догма: я - бог) Madam, in Eden I’m Adam (Мадам, в раю я - Адам) Ah, Satan sees Natasha (Ах, Сатана видит Наташу) God saw I was dog (Бог видел, что я был собакой) I prefer Pi (Я предпочитаю π) Too hot to hoot (Слишком жарко, чтобы улюлюкать)

19 слайд

Описание слайда:

Палиндромы- стихи Уж редко рукою окурок держу… Уж истово вот сижу, Яро в тиши творя, Заржу уж раз Удач в чаду, Уж раз заржу – Да рад! Можно прочитать как с начала, так и с конца.

20 слайд

Описание слайда:

В музыке Палиндромные музыкальные произведения играются «как обычно», в соответствии с правилами. После завершения пьесы ноты переворачиваются. Затем произведение играют снова, но мелодия при этом не будет меняться. Итераций может присутствовать сколько угодно, неизвестно при этом, что является низом, а что – верхом. Данные музыкальные произведения можно сыграть вдвоем, при этом читая ноты с обеих сторон одновременно. В качестве примеров таких палиндромических произведений можно привести «Путь мира», написанный Мошелесом, и «Застольную мелодию для двоих», сочиненную Моцартом.

Источник задания: Решение 4954. ЕГЭ 2016 Математика, И.В. Ященко. 36 вариантов. Ответ.

Задание 19. Назовём натуральное число палиндромом, если в его десятичной записи все цифры расположены симметрично (совпадают первая и последняя цифры, вторая и предпоследняя, и т.д.). Например, числа 121 и 953359 являются палиндромами, а числа 10 и 953953 не являются палиндромами.

а) Приведите пример числа-палиндрома, которое делится на 45.

б) Сколько существует пятизначных чисел-палиндромов, делящихся на 45?

в) Найдите десятое по величине число-палиндром, которое делится на 45.

Решение.

а) Самым простым вариантом будет число-палиндром 5445, которое делится на 45.

Ответ: 5445.

б) Разложим число 45 на простые множители, получим

то есть число должно делиться и на 5 и на 9. Признаком кратности числа на 5 является наличие цифры 5 в конце числа (цифру 0 не учитываем, т.к. она не подходит). Получаем число-палиндром в виде 5aba5, где a,b – цифры числа. Признаком делимости числа на 9 является то, что сумма цифр

должна делиться на 9. Из этого условия имеем:

Для b=0: ;

Для b=1: ;

Для b=2: ;

Для b=3: ;

Для b=5: ;

Для b=6: ;

Для b=7: ;