Dieser Text stammt NICHT von mir. Es ist eine Kopie von http://www.gomeck.de/welt-der-zahlen.html
Die schockierende Welt der Zahlen:
0,110 001 000 000 000 000 000 001 000 000 000 000
000 00...:
Eine Liouvillesche Zahl, aus der Formel: 10-1! +
10-2! + 10-3! + 10-4! usw. (=transzendente
Zahl)
0,207 879 576 350 761 908 546 955...:
Anfang der
Dezimalbruchentwicklung von ii oder auch e-π/2, da i die
Quadratwurzel aus -1:i=√-1 ist und die Eulersche Beziehung eiπ=-1
zeigt, daß die beiden Ausdrücke gleich sind.
0,301 029 995 663 981...:
Log. von 2 zur Basis 10. Zur
Bestimmung der Anzahl Stellen einer Potenz von 2 multipliziert man den
Exponenten mit log2 und nimmt die kleinste natürliche Zahl, die größer als das
Produkt ist. (Bsp.: 2 127-1 hat genau 39 Stellen, weil
127x0,30103=38,23081 ist)
0,318 309 886 183 790...: π-1
0,367 879 441 171 442...:
e-1. Wenn in dem
Problem der fehlgeleiteten Briefe (siehe 44, Subfakultäten) die Anzahl der
Briefe und Umschläge zunimmt, nähert sich die Wahrscheinlichkeit dafür, daß
jeder Brief in einem falschen Umschlag gesteckt wird, sehr rasch diesem
Grenzwert. Oder aber: Man mischt zwei Pakete Spielkarten (je 52 Karten) sehr
gut. Dreht man je die oberste Karte der beiden Stapel um, ist die
Wahrscheinlichkeit, daß dabei kein zusammenpassendes Paar aufgedeckt wird,
ungefähr e-1.
0,434 294 481 903 251 827 ...: Logarithmus von e zur Basis 10.
0,5:
Es gibt 12 Möglichkeiten, mit allen Zahlen zwischen 1
und 9 einen Bruch zu bilden, dessen Wert 0,5 ist. Dabei hat 6729/13458 den
kleinsten Zähler und Nenner, 9327/18654 die größten.
0,577 215 664 901 532 860 606 512 ...:
Eulersche Konstante
γ, der Grenzwert für n gegen Unendlich der Folge:
1+ 1/2 + 1/3 + 1/4 +...+
1/n - log n.
Es ist nicht bekannt, ob γ irrational ist oder nicht, auch
nicht, ob sie transzendent ist.
0,607 927 101 ...:
6/π ² = (1/1² + 1/2² + 1/3² +
1/4²+...)-1
Wählt man zwei Zahlen zufällig aus, gibt diese Zahl
die Wahrscheinlichkeit dafür an, daß die beiden Zahlen keinen gemeinsamen Faktor
haben, aber auch dafür, daß eine zufällig gewählte Zahl nicht durch ein Quadrat
teilbar ist.
0,693 147 180 559 945 309 ...:
loge2=1- 1/2 + 1/3
- 1/4 + 1/5...
0,7404...:
π/√18. Wie eng kann man gleichgroße Kugeln
zusammenpacken? In einer Ebene zunächst so, daß jede Kugel sechs andere berührt.
Die nächste Lage dann so, daß jede Kugel drei Kugeln in jeder Schicht, also
insgesamt 12, berührt.
Der Beweis, daß dies die Antwort ist, ist bis jetzt
noch nicht erfolgt. Würde man so die dichteste Packung erreichen, würde die
obige Zahl deren Dichte angeben. Viele Mathematiker glauben und alle Physiker
wissen, daß die Dichte nicht größer als π/√18 sein kann. (Rogers)
0,9068...
π/(2√3). Packt man gleichgroße Kreise in ein
sechseckiges Muster und bedeckt damit die Ebene, gibt diese Zahl an, welchen
Anteil der Fläche der Ebene die Kreise überdecken.
1
Bei den Griechen gar keine Zahl, sondern die Grundlage
aller Zahlen. 1 ist die einzige Zahl, die bei der Addition mehr ergibt als bei
der Multiplikation.
Als Primzahl wird 1 auch als Ausnahme betrachtet. Zwar
ist 1 nur durch sich selbst und durch 1 teilbar, doch der Satz, daß jede Zahl
sich in eindeutiger Weise als Produkt ihrer Primfaktoren beschreiben läßt (z.B.
12=2x3x3, kein anderes Produkt von Primzahlen ergibt 12), ergäbe eine
ungeschickte Praktik, wenn 1 eine Primzahl wäre. Dann könnte man das Produkt der
Primfaktoren von 12 auch mit 1x2x3x3 oder 1x1x2x3x3 usw. angeben. Also wurde 1
als Primzahl gestrichen.
1 als Summe zweier Quadrate wäre 1=1²+0² (was
trivial ist), 1 läßt sich so auch als Summe dreier Quadrate oder als Summe von
Kuben beschreiben, was noch störender ist. Eins ist auch die kleinste Zahl, die
sowohl eine Dreiecks- als auch eine Fünfeckszahl ist. Ebenfalls unangenehm! Eins
ist also die kleinste Zahl, die sowohl interessant als auch störend ist.
1,060 660 ...:
(3√2)/4. Kantenlänge eines Würfels, der durch
den Einheitswürfel mit der Kantenlänge 1 hindurchpaßt. Die Symmetrieachse dieses
Tunnels verläuft nicht parallel zur Diagonale des Ausgangswürfels. Vielmehr
werden die kanten des Einheitswürfels im Verhältnis 1:3 und 3:13 geteilt.
1,259 921 049 894 873 164 76...:
3√2.
Konstruktion eines Würfels, der dessen Volumen doppelt so groß ist wie das eines
angegebenen Würfels. Das Problem ist nicht mit Zirkel und Lineal lösbar.
1,414 213562 373 095 048 801 ...:
√2. Länge der Diagonalen
im Einheitsquadrat. Näherung: 1/1, 3/2, 7/5, 17/12, 41/29, 99/70, 239/169,
577/408...
1,444 667 861...:
e1/e. Lösung des Steinerschen
Problems: Für welchen Wert von x nimmt die Funktion x1/x ihr Maximum an? Euler
hat bewiesen: xx^x x^... besitzt einen Grenzwert, wenn die Höhe des
Stapels gegen unendlich strebt, falls x zwischen e-e=0,0065988... und
dem obigen Wert e1/e liegt.
1,618 033 988 749 894 848 204 586 834 365 638 117 720 309 179
805 76...:
Der Goldene Schnitt, enspricht dem Zahlenwert (1+√5)/2. Zwei
Diagonalen im Fünfeck schneiten sich gegenseitig im Verhältnis des Goldenen
Schnittes. Verknotet man einen Papierstreifen auf die übliche Weise und glättet
ihn sorgfältig, entsteht dieselbe Figur (siehe Skizze). Hat der größere
Abschnitt auf einer Strecke die Länge φ und ist die Länge des kleineres Teils 1,
so gilt: (φ+1)/φ=φ/1. Oder φ²=φ+1 oder 1/φ=φ-1.
Zeichnet man ein Rechteck,
dessen Seiten im Verhältnis des Goldenen Schnittes zueinander stehen, kann man
dieses in ein Quadrat und ein Rechteck unterteilen, daß dem Ausgangsrechteck
ähnlich ist. Dies läßt sich unbeschränkt fortführen. Durch die Ecken der sich
ergebenden Folge von Rechtecken läßt sich eine logarithmische Spirale legen.
Eine Annäherung an diese Spirale ist eine Folge von Viertelkreisen in den
Quadraten. Die logarithmische Spirale kommt in der Natur häufig vor
(Schneckenschalen, Anordnung der Blätter an einem Baum).
φ²=φ+1, φ³=2φ+1,
φ4=3φ+2, φ5=5φ+3, φ6=8φ+5... Jede Potenz ist
gleich der Summe der beiden unmittelbar vorangehenden Potenzen. Die
Koeefizienten von φ bilden deshalb eine Fibonacci-Folge. Das gilt auch für den
zweiten Summanden in der Summendarstellung.
φ ist auch der Wert des
einfachsten Kettenbruches: 1+(1/1+(1/1+(1/1+(1/1+....)))). Es ist der
Kettenbruch, der am langsamsten gegen seinen Grenzwert konvergiert.
Näherungsbrüche sind 1/1, 2/1, 3/2, 5/3 ..., wobei Zähler und Nenner wieder
Fibanocci-Folgen sind. Leicht zu merken sind die Näherungen 377/233 oder
233/144.
Berrechnet man die natürlichzahligen Vielfachen von φ und φ² und
streicht alle Nachkommastellen, erhält man eine Reihe von Paaren:
(0,0),
(1,2), (3,5), (4,7), (6,10), (8,13), (9,15).... Drei Eigenschaften hat diese
Reihe: Die Differenz der beiden Paar-Partner wächst zur nächsten genau um eins
an. Die Kleinere der beiden Zahlen eines Paares ist immer die kleinste
natürliche Zahl, die zuvor noch nicht in der Folge aufgetreten ist. Drittens
tritt in dieser Folge jede natürliche Zahl genau einmal auf. Alle diese Paare
sind außerdem Gewinnkombinationen in Wythoffs Spiel.
1,664 934 066...: π²/6. Die Summe der Reihe 1/1² + 1/2² + 1/3² +...
1,90915:
Angenäherte Wert der Konstante von Brun, die Summe
1/3 + 1/5 + 1/5 + 1/7 + 1/11 + 1/13 + 1/17 + 1/19 + 1/29 + 1/31..., wobei der
Nenner alle Primzahlzwillinge durchläuft. Es ist nicht bekannt, ob es unendlich
viele Primzahlzwillinge gibt, man weiß aber, daß die Reihe konvergiert. Der Wert
ist erstaunlich schwer zu berrechnen. Die beste bekannte Näherung:
1,90195±10-5.
2
Das Produkt einer beliebigen Zahl mit zwei ist gleich der
Summe dieser Zahl mit sich selbst. Zwei ist die erste und einzige gerade
Primzahl, die erste glückliche Zahl, Zwei teilt zehn und zehn ist die Basis
unseres geläufigen Stellenwertsystems. Deshalb ist eine Zahl dann durch Zwei
teilbar, wenn die Ziffer, die ihre Einer angibt, durch zwei teilbar ist. Eine
natürliche Zahl ist nur dann Summe einer Folge von unmittelbar
aufeinanderfolgenden Zahlen, wenn sie keine Potenz von zwei ist. Zwei ist die
erste defiziente Zahl. Alle Potenzen von Primzahlen sind defizient, auch alle
Potenzen von zwei.
Die Fermatische Vermutung lautet: Die Gleichung
xn + yn = zn hat nur dann natürlichzahlige
Lösungen, wenn n=2. Die Lösungen bilden dann die Seitenlängen des rechtwickligen
Dreiecks.
Das Dualsystem beruht auf der Basis zwei, in England gerne
gebräuchlich. So ist 1 Tun =2 Pipes = 4 Hogsheads = 8 Barrels = 16 Kiderkins =
32 Firkins (oder Bushels) = 64 Demi-Bushels = 128 Pecks = 256 Gallons = 512
Pottles = 1024 Quarts = 2048 Pints = 4096 Chopins = 8192 Gills.
In jüngerer
Vergangenheit benützten russische Bauern eine raffinierte Methode, Zahlen zu
multiplizieren: z.B. 27x35, man schreibt beide Zahlen an die Spitze einer
Spalte. Dann halbiert man die erste Zahl so lange, bis man die 1 erreicht. Dabei
werden Reste ignoriert. Entsprechend oft wird die zweite Zahl verdoppelt. In der
zweiten Spalte werden alle Zahlen ausgestrichen, die neben einer geraden Zahl in
der ersten Spalte stehen. Die Summe der verbleibenden Zahlen ist das gesuchte
Resultat.
Eine der einfachsten Eigenschaften von Zahlen ist ihre Parität,
also ob sie durch zwei teilbar ist. Alle Primzahlen sind ungerade, außer Zwei,
alle bekannten vollkommenen Zahlen sind gerade.
2,302 585 092 994 045 684 017 991 454 684 364 207 601
...:
Der natürliche Logarithmus von zehn.
2,506 628:
√2π: Konstante Faktor der Stirlingschen Formel,
die annäherungsweise den Wert von n! angibt. Die obige Zahl ist gleich dem
Grenzwert von
(n!*en) / (nn*√n), wenn n gegen
Unendlich geht.
2,618 033:
Quadratwurzel aus dem Goldenen Schnitt φ. Die
einzige positive Zahl, für die √n=n-1 gilt.
2,718 281 828 459 045 235 360 287 471 352 662 497 757 247 093
699 ...
Zahl e, die als Basis der natürlichen Logarithmen gilt. Euler
bezeichnete die Zahl als e und bewies, daß e der Grenzwert von (1 + 1/x)² für x
gegen Unendlich ist. Newton fand heraus, daß für die Gleichung ex =
1+ x + x²/2! + x³/3! + ... gilt. Daraus ergibt sich: e = 1+ 1 + 1/2! + 1/3! +
1/4! ... Beste Näherung mit Bruchzahlen unter 1000 ist 878 / 323.
e ist
irrational wie π, außerdem auch transzendent.
3
Für die Pythagoräer die erste Zahl, da sie als erste Zahl
einen Anfang, eine Mitte und ein Ende hat. Die Dreiteilung eines Winkels war
eines der drei klassischen Probleme der Antike, neben der Quadratur des Kreises
und der Verdopplung des Würfels. Das Problem besteht darin, einen Winkel nur mit
Zirkel und Lineal in drei gleich große Teile zu zerlegen. Auch hier für es zu
einer Gleichung dritten Grades. Descartes löste es, indem er eine Parabel und
einen Kreis zum Schnitt bringt, was sich aber nicht mit Zirkel und Lineal
konstruieren läßt. Pappus verwendete eine Hyperbel, Hippias erfand die
Quadratirix, mit der man einen Winkel in jedem gewünschten Verhältnis teilen
konnte. Die von Nikomedes eingeführte Konchoide konnte den Winkel dreiteilen und
auch den Würfel verdoppeln.
Durch drei Punkte, die nicht auf einer Gerade
liegen, läßt sich immer ein Kreis legen.
Drei ist nach der Eins die zweite
Dreieckszahl. Gauß bewies, daß jede natürliche Zahl Summe von höchstens drei
Dreieckszahlen ist.
Es gibt drei Parkettierungen der Ebene durch regelmäßige
Vielecke: das gleichseitige Dreieck, das Quadrat und das regelmäßige Sechseck
der Bienenwaben. Drei teilt alle Zahlen, die um eins kleiner sind als eine
Potenz von zehn, auch, wenn die aus ihren Ziffern gebildete Quersumme durch drei
teilbar ist. Drei ist die erste ungerade Primzahl, auch die erste Mersennesche
Primzahl, denn es gilt: 3 = 2² -1. Und die erste Fermatsche Primzahl: 3 =
22^0 + 1. Jede genügend große ungerade Zahl ist die Summe von
höchstens drei Primzahlen. 3 ist 1!+2!. Das kleinste magische Quadrat hat die
Kantenlänge 3.
3,14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41972 ...:
π,
die berühmteste und bemerkenswerteste Zahl. π ist das Verhältnis von Kreisumfang
zu Kreisdurchmesser oder auch als Fläche des Einheitskreises. Sie ist die
einzige irrationale und transzendente Zahl, die in der Natur vorkommt. Die
Griechen waren fasziniert von der Aufgabe, nur mit Zirkel und Lineal aus einem
Kreis ein flächengleiches Quadrat zu machen. Archimedes stellte bei der
Berrechnung regelmäßiger 96-Ecke den besten Näherungswert für π bei Bruchzahlen
unter 100 fest: 3 1/7 (3,142857...). Der griechische Astronom Ptolemäus
verwendete 377/120 (3,1416..), die nächste Verbesserung geschah in China, wo man
feststellte, daß π zwischen 3,141 592 6 und 3,141 592 7 liegt. Erst im 15.
Jahrhundert wurde dieses Ergebnis von Al-Kashi übertroffen, der die ersten 16
Stellen berrechnete. Euler entdeckte dann die Beziehung zwischen π, i, Eins,
Null und e (e1π +=0). Lambert bewies, daß irrational ist.
Er
berrechnete mit Hilfe von Kettenbrüchen die besten rationalen Näherungen
zwischen 193.393/33.102 und 1.019.514.486.099.146/324.521.540.032.945.1853
veröffentlichte Shanks seine Berechnung von 707 Dezimalstellen von π. Mit dem
Einzug des Computers ging es rasant weiter: 1949 wurden in nur 90 Stunden 2037
Stellen berrechnet, 1967 500.000 Stellen 1983 ermittelten Japaner 16.777.216
Stellen. Laut Guiness-Buch der Rekorde 1992 berechneten David und Gregory
Chudnovsky an der New Yorker Columbia-Universität 1989 die ersten 1 011 196 691
Stellen. Dazu wurden zwei Supercomputer, der IBM 3090 und der CRAY-2, benutzt.
Man nimmt an, daß π normal ist, daß es also kein System in der
Dezimalbruchentwicklung gibt. Sie sieht auch willkürlich aus, abgesehen von
sechs aufeinanderfolgenden Neunen zwischen den Stellen 762 und 767. Eine andere
Seltsamkeit liegt zwischen den Stellen 6-30: ...26 5389 793238 46 26
383279...
1882 bewies Lindemann, daß π auch transzendent ist, also nicht
Wurzel einer algebraischen Gleichung mit rationalen Koeffizienten und endlich
vielen Termen.
Der Biologe George Buffon zeigte folgendes: Fällt eine Nadel
aus einer gewissen Höhe auf eine durch äquidistante parallele Geraden
aufgeteilte Ebene und entspricht die Länge der Nadel exakt dem Abstand der
Parallelen, beträgt die Wahrscheinlichkeit, daß die Nadel eine Gerade kreuzt,
genau 2/π. Nach 600 Versuchen erreichte man den Wert 3,137.
(π√2)/4= 1 + 1/3
- 1/5 - 1/7 + 1/9 + 1/11 - 1/13 - 1/15 +...
(π-3)/4 = 1/(2x3x4) - 1/(4x5x6) +
1/(6x7x8) - ...
π²/6 = 1+1/2² + 1/3² + 1/4² + ...
π²/8 = 1+1/3² + 1/5² +
1/7² + ...
3,321928...:
log210. Will man feststellen, wie
viele Stellen eine Zehnerpotenz im Dualsystem hat, multipliziert man den
Exponenten dieser Potenz mit der oben angegebenen Zahl und rundet auf die
nächstgrößere Zahl auf.
4:
Die zweite Quadratzahl und das erste Quadrat einer
Primzahl. Der einfachste Platonische Körper, das Tetraeder, besitzt vier Ecken
und vier Flächen. Durch vier beliebige Punkte der Ebene, von denen keine drei
auf einer Geraden liegen, läßt sich immer eine Hyperbel legen. Jede natürliche
Zahl ist die summe von höchstens vier Quadratzahlen. Der Beweis dieser Vermutung
gelang erst 1770. Tatsächlich braucht man nur für ein Sechstel aller natürlichen
Zahlen wirklich vier Quadrate (diese Zahlen haben die Form 4n(8m+7)),
alle anderen sind die Summe von höchstens drei Quadraten.
Vierfarbenvermutung: Es werden maximal vier Farben benötigt, um die
Länder einer Landkarte einzufärben, so daß nie zwei gleichfarbige angrenzen.
Alle bisherigen Beweise erwiesen sich als fehlerhaft, bis 1976 mit Hilfe eines
Computers der Beweis erbracht wurde, dem viele Mathematiker jedoch sehr
skeptisch gegenüber stehen, weil der Beweis eine Rechenzeit von 1200 Stunden
erforderte und für die meisten Mathematiker nicht nachprüfbar war.
Eine Zahl
ist durch vier teilbar, wenn die Zahl, die aus den beiden letzten Ziffern der
Ausgangszahl gebildet wird, durch vier teilbar ist.
Vier ist das einzige
Zahlwort, das im Deutschen wie auch im Englischen genauso viele Buchstaben hat,
wie die Zahl angibt.
5
Für die Pythagoräer die Zahl der Hochzeit, weil sie
gleich der Summe der ersten weiblichen Zahl (2) und der ersten männlichen Zahl
(3) ist. Sie ist die Länge der Hypotenuse im kleinsten pythagoräischen Dreieck
(ein rechtwinkliges Dreieck, dessen Seitenlängen alle natürlichzahlig sind). Die
Seitenlängen 3 und 4 wurden als männlich und weiblich bezeichnet, die fünf
stellte die nachkommen dar.
Das Pentagramm wurde mit dem Goldenen Schnitt
und dem vierten Platonischen Körper, dem Dodekaeder, in Zusammenhang gebracht,
dessen Flächen reguläre Fünfecke sind.
Fünf ist die Summe zweier
Quadratzahlen (1²+2²).
Durch fünf Punkte in der Ebene, von denen keine drei
auf einer Geraden liegen, kann man immer einen Kegelschnitt legen. Sie ist die
zweite Fermatsche Zahl und die zweite Fermatsche Primzahl (2²+1). Die fünfte
Mersenne-Zahl 25 -1=31 ist eine Primzahl. Sie ist die dritte
Mersenne-Zahl mit dieser Eigenschaft. Das führt zur dritten vollkommenen Zahl:
496.
Jede Zahl läßt sich auf unendlich viele Weisen als Summe von fünf
positiven oder negativen Kuben darstellen.
Das Volumen der Einheitskugel im
Hyperraum nimmt bis zur Dimension fünf zu, danach ab.
Die Fünf als Basis für
ein Zählsystem besaß nur eine südamerikanische Sprache.
Der fünfte
Platonische Körper ist das Ikosaeder.
Fünf ist die fünfte Fibonacci-Zahl.
Fibonacci-Zahlen gehen auf ein Problem von Fibonacci zurück (1202): Ein
Mann setzt ein Kaninchenpaar in einen Käfig. Wieviele Nachkommen haben sie in
einem Jahr, wenn jedes Paar pro Monat ein neues Paar zeugt, das sich im zweiten
Monat fortzupflanzen beginnt? Angenommen, Kaninchen sind unsterblich, dann
ergibt sich die Anzahl der Paare nach jedem Monat aus der folgenden Aufstellung:
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 ...
Die nächstliegende und einfachste
Eigenschaft der Folge ist, daß in ihr jedes Glied gleich der Summe der beiden
unmittelbar vorangegangenen Zahlen ist. Die Verhältnisse aufeinanderfolgender
Glieder konvergieren gegen einem Grenzwert, der gleich φ ist, dem Verhältnis des
Goldenen Schnittes. Aufeinanderfolgende Verhältnisse sind entweder kleiner oder
größer als φ. Nach zwölf Glieder beträgt die Übereinstimmung mit φ bereits vier
Dezimalstellen. Die n-te Fibonacci-Zahl ist Fn =[(1+√5)n
-(1-√5)n] / (2n * √5), oder auch einfacher: ((√5 -
1) / 2)², was für n=1 den Wert 0,618 ... hat und dann sehr klein wird, so daß
Fn in Wirklichkeit die natürliche Zahl ist, die am nächsten an (1 /
√5) * ((1+ √5)/2)n liegt.
Der Integrität Fn-1
Fn+1 - Fn² = (-1)n liegt folgender Trick
zugrunde: Man zeichne ein Quadrat mit der Seitenlänge gleich einer
Fibonacci-Zahl mit geradem Index (z.B. F8) und unterteile es dann in
folgender Weise:
Die Teile lassen sich wieder zu einem Rechteck
zusammenfügen, dessen Flächeninhalt 65 beträgt. Woher ist die zusätzliche
Einheit gekommen?
Der Trick ist: Die Diagonale der zweiten Figur ist
eigentlich ein langes schmales Parallelogram mit dem Flächeninhalt eins. Die
Diagonale erscheint als gerade Linie, weil die Steigungen der
Parallelogramm-seiten gleich erscheinen, sie betragen 3/8 und 2/5. Mit einer
größeren Fibonacci-Zahl wäre die Täuschung noch besser.
Einfache Ausdrücke
für die Summe der ersten n Glieder sowie für die Summe der ersten n geraden /
ungeraden Glieder sind bekannt.
F1+F2+F3+F4+...Fn = Fn+2 -1
F1+F3+F5+F7+...F2n -1 = F2n
F2+F4+F6+F8+...F2n = Fn+1 -1
F1²+F2²+F3²+F4²+...Fn²
= Fn * Fn+1.
Daraus ergibt sich eine Figur, die den
Goldenen Schnitt verdeutlicht: Ein Rechteck der Seitenlängen 55:34 (gute
Annäherung an den Goldenen Schnitt) wird wie oben in ein Quadrat und ein
Rechteck geteilt, das kleinere Rechteck wiederrum und so fort. Die
entsprechenden Flächenzahlen entsprechen den Fibonacci-Zahlen.
Diese Zahlen
haben auch elegante Teilbarkeitseigenschaften. Teilt m die Zahl n, dann teilt
auch Fn die Zahl Fm. Ist der größte gemeinsame Teiler von
p und q gleich r, dann ist Fr der größte gemeinsame Teiler von
Fp und Fq. Daraus folgt, daß zwei aufeinanderfolgende
Fibonacci-Zahlen stets relativ prim sind.
Jede Primzahl teilt unendlich
viele Glieder der Fibonacci-Folge. Ist m eine natürliche Zahl, so gibt es unter
den ersten m Fibonacci-Zahlen nur eine, die durch m teilbar ist. Wenn
Fn prim ist, ist n auch prim (Ausnahme F4=3).
Die
Fibonacci-Zahlen hängen in überraschender Weise mit dem Pflanzenwachstum
zusammen. Blätter wachsen in Spiralform, wobei der Winkel zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Blättern konstant ist. Die häufigsten Winkel sind: 180°,
120°, 144°, 135°, 138°27', 137°38', 137°27', 137°31'... Es hat den Anschein, als
strebe die Folge einem Grenzwert zu. Bezieht man die Winkel auf den Vollkreis,
erhält man folgende Brüche: 1/2, 1/3, 2/5, 3/8, 5/13, 8/21, 13/34, 21/55, und
34/89. Das sind die Brüche, die man erhält, wenn man in der Fibonacci-Folge
immer ein Glied überspringt. Die Brüche streben dem Grenzwert φ-2 zu,
einem Winkel von 137°30'28'', der den Umfang des Kreises im Verhältnis des
Goldenen Schnittes teilt. Die kleinsten beiden Brüche findet man nur bei
Gräsern, sonst selten. Die häufigste Anordnung, z.B. bei Rosen, folgt dem Schema
2/5 und 3/8. Größere Brüche finden sich bei Tannenzapfen und Sonnenblumen. Werte
zwischen 21/34 und 89/144 kommen bei letzterer vor, sogar selten 144/233. Es
kann sein, daß eine Pflanze mit kleineren Brüchen beginnt, um im späteren
Wachstum zu größeren überzugehen. Eine Erklärung wäre, daß das Keimblatt in den
größten freien, ihm zur Verfügung stehenden Raum hineinwächst. Was auch immer,
Mathematiker werden sich stets an Beziehungen zwischen Kaninchen und den
Pflanzen, die sie verzehren, erfreuen.
5,256 946 404 860...
Volumen der Einheitskugel in der
fünften Dimension. Davor beträgt es: dim1=2, dim2=3,1, dim3=4,1, dim4=4,9, dim5=
s.o., dim6=5,1 ...kleiner werdend.
6
Die erste Zahl, die nicht Potenz einer Primzahl ist.
Sechs ist der Flächeninhalt des ersten pythagoräischen Dreiecks, dessen
Seitenlängen 3,4 und 5 betragen.
Die erste vollkommene Zahl. Ihre Faktoren
sind 1,2 und 3, deren Summe wieder sechs ergibt. Sie ist die einzige vollkommene
Zahl, die nicht Summe von aufeinanderfolgenden Kuben ist.
Sechs ist auch =
√(1³+2³+3³), und die einzige Zahl, die die Summe genau drei ihrer Faktoren ist.
Jede Primzahl größer als 5 hat die Form 6n+/- 1.
Jede Zahl, die von der
Form 6n -1 ist, besitzt zwei Faktoren, deren Summe durch 6 teilbar ist.
Sie
ist die dritte Dreieckszahl, neben der Eins die einzige Dreieckszahl mit weniger
als 660 Stellen, deren Quadrat = 36 wieder eine Dreieckszahl ist.
Nimmt man
drei aufeinanderfolgende Zahlen, deren größte durch drei teilbar ist, addiert
diese Zahlen und zählt die Hiffern des Ergebnisses zusammen (Quersumme). Dies
macht man solange, bis eine einstellige Zahl erreicht ist. Dies ist eine
Sechs.
Der zweite und dritte Platonische Körper haben beide sechs Flächen und
sechs Ecken (Würfel und Oktaeder).
Sechs gleichgroße Kreise können einen
gleich großen Kreis in der Ebene berühren. Eine der drei regulären
Parkettierungen der Ebene benützt reguläre Sechsecke, zu sehen bei Bienenwaben.
Nimmt man sechs Punkte auf einem Kegelschnitt und bezeichnet sie mit 1-6, so
schneiden sich die Verbindungen 1-2 und 4-5, 3-4 und 6-1 sowie 5-6 und 2-3. Alle
drei Schnittpunkte liegen auf einer Geraden.
7
Die Woche hat sieben Tage, zusammenhängend mit den 14
bzw. 28 Tagen eines Mondmonats. Sieben steht am Anfang einer arithmetischen
Folge von sechs Primzahlen: 7, 37, 67, 97, 127, 157. Sieben ist die dritte
Mersenne-Zahl (2³-1) und die zweite Mersennesche Primzahl und führt deshalb zur
zweiten vollkommenen Zahl.
Sind a und b die Längen der Katheten eines
rechtwinkligen Dreiecks, so teilt sieben eine der Zahlen a, b, a+b oder
a-b.
Alle genügend große Zahlen lassen sich als Summe von sieben positiven
Kuben darstellen.
Zur Teilbarkeit einer Zahl durch sieben muß man
folgendermaßen vorgehen: Man multipliziere die am weitesten links stehende
Ziffer mit drei und addiere zum Ergebnis die nächstfolgende Ziffer. Diesen
Vorgang wiederhole man so lange als möglich. Ist das Endergebnis durch sieben
teilbar, so ist auch die Ausgangszahl durch sieben teilbar. Eine andere
Möglichkeit ist, die am weitesten rechts stehende Ziffer mit fünf multiplizieren
und dann die nächste Ziffer zur Linken addieren und diesen Vorgang immer
wiederholen.
Sieben Farben reichen aus, um jede Karte, die auf einen Torus
aufgemalt ist, einzufärben. Dies wußte man bereits vor der Lösung des
Vierfarbenproblems bei ebenen Karten (siehe 4).
Will man ein Rechteck so in
kleine Rechtecke unterteilen, daß diese alle nicht-kongruent sind, aber
denselben Flächeninhalt haben, so braucht man dazu sieben Rechtecke.
Ein
stumpfer Winkel läßt sich nicht in weniger als sieben spitze Winkel unterteilen.
Das reguläre Siebeneck ist das reguläre Vieleck mit der kleinsten Eckenzahl,
das nicht mehr mit Zirkel und Lineal konstruierbar ist. Sieben ist die kleinste
Zahl, für die Periode ihre Kehrwertes im Dezimalsystem maximale Länge besitzt:
1/7= 0,142 857 142 847...
8
Der zweite Kubus (2³), der einzige Kubus, der um genau
eins kleiner ist als eine Quadratzahl (3²-1). Die einzige Potenz, die sich um
genau eins von einer anderen Primzahlpotenz unterscheidet. Die sechste
Fibonacci-Zahl, neben Eins die einzige Kubikzahl, die in der Fibonacci-Reihe
auftritt. Der dreidimensionale Raum wird durch drei Ebenen in allgemeiner Lage
in acht Quadranten zerlegt.
Eine Oktave umfaßt acht Ganztonschritte.
Eine Zahl ist durch Acht teilbar, wenn die Zahl, die von den letzten drei
Ziffern der Ausgangszahl gebildet wird, durch acht teilbar ist.
Magische
Würfel sind Würfel, bei denen sich in allen Zeilen, Spalten,
Schichtdiagonalen und auch Raumdiagonalen durch den Würfelmittelpunkt dieselbe
Summe ergibt. Magische Würfel mit der Kantenlänge 3 und 4 gibt es nicht, bei 5
und 6 weiß man es nicht. Es gibt jedoch Magische Würfel mit der Kantenlänge 7
und 8. In den 30er Jahren wurde eine Methode entdeckt, mit der man magische
Würfel im achtdimensionalen Raum konstruieren kann.
Acht dient dem
Oktalsystem als Basis, das vieles von der Einfachheit des dualen Systems
hat. Alle in ihm auftretenden Ziffern sind Potenzen von zwei. Selbst für die
Darstellung großer Zahlen braucht man keine absurd lange Ziffernfolgen. Die Zahl
100 wird zu 144, im Dualsystem zu 1100100. Oktalzahlen lassen sich besser
merken, weil sie kürzer sind. Die entsprechenden Dualzahlen lassen sich leicht
herleiten, indem man die oktalen Ziffern durch ihre dualen Entsprechungen
ersetzt (Bsp. oben). Die Argumente für das Oktalsystem sind aber schwächer wie
die für das Duodezimalsystem (siehe 12). In Computern wurde das Oktalsystem
trotzdem häufig verwendet, bis in den 60er Jahren IBM das Hexagesimalsystem zur
Basis 16 einführte.
Ein Deltaeder ist ein Polyeder, dessen Flächen
dreieickig sind. Es gibt unendlich viele Deltaeder, denn auf jeder Seitenfläche
eines Deltaeders kam man eine dreieckige Pyramide aufsetzen. Allerdings
existieren nur acht konvexe Deltaeder, z.B. Tetraeder, Oktaeder und Dedekaeder.
Zwei weitere erhält man, wenn man entweder zwei Tetraeder an einer Seitenfläche
aneinanderklebt oder zwei fünfeckige Pyramiden an ihrer Grundseite verklebt.
Das Oktaeder besitzt acht dreieckige Grundflächen, sechs Kanten und zwölf
Ecken, es ist somit dual zum Würfel, der acht Kanten, sechs Flächen und zwölf
Ecken hat. Verbindet man die sechs Mittelpunkte der Seitenflächen eines Würfels
miteinander im Raum, erhält man einen Oktaeder. Umgekehrt führt die Verbindung
der acht Mittelpunkte der Seitenflächen eines Oktaeders zu einem Würfel.
9
Die dritte Quadratzahl und die Summe zweier
Dreieckszahlen. Im Ternärsystem (Basis 3) ist neun 100. Mit acht zusammen das
einzige Paar4 von Potenzen, die nur um Eins differieren. Neun ist die einzige
Quadratzahl, die gleich der Summe zweier aufeinanderfolgenden Kuben ist: 1³+2³.
Neun ist die vierte glückliche Zahl und nach Eins die erste glückliche
Quadratzahl: 9=1!+2!+3!.
Neun ist die erste Kaprekar-Zahl: 9²=81 und 8+1=9
(siehe 297).
Es gibt neun reguläre Polyeder, das sind die fünf Platonischen
Körper und die vier Sternpolyeder von Kepler und Poinsot. Man braucht mind. neun
verschiedene Quadrate mit natürlichzahligen Seitenlängen, wenn man ein Rechteck
so unterteilen will, daß lauter unterschiedliche Qadrate mit natürlichzahligen
Seitenlängen entstehen. Das kleinste Rechteck, für das dies möglich ist, ist
32:33. Die zugehörigen Quadrate haben die Seitenlängen 1, 4, 7, 8, 9, 10, 14, 15
und 18.
Die Höhenfußpunkte, die Seitenmitten und die Mittelpunkte der
Höhenabschnitte zwischen den Ecken und dem Höhenschnittpunkt im Dreieck liegen
alle auf einem Kreis. Dieser Kreis berührt den Inkreis des Dreiecks sowie dessen
drei Ankreise, was Feuerbach 1822 herausfand (=Feuerbachscher Kreis).
Eine Zahl ist durch neun teilbar, wenn neun deren Quersumme teilt.
Die
Prüfung von Summen durch die "Neunerprobe": Alle Summanden sowie die summe
werden durch ihre Quersummen ersetzt. War die ursprüngliche Summe Korrekt, so
stimmt auch die Addition der Quersummen.
Paßt ein runder Stift in ein
eckiges Loch besser als ein eckiger Stift in ein rundes Loch? Oder: Welches
Verhältnis ist größer, das eines Kreises zu dem umbeschriebenen Quadrat oder das
eines Quadrates zu dem ihm einbeschriebenen Kreis? Im zweidimensionalen findet
man für die Verhältnisse π/4 bzw. 2/π. Ein runder Stift paßt also besser in ein
quadratisches Loch. Diese Antwort ist aber nur in den Dimensionen ≤9 richtig.
Für n größer neun paßt der n-dimensionale Einheits-Würfel besser in die
Einheitssphäre als andersrum.
Es gibt keine Anordnung von sieben oder acht
Geraden, in der auf jeder Geraden drei Schnittpunkte liegen und sich in jedem
Schnittpunkt genau drei Geraden schneiden, was sich geometrisch nicht
realisieren läßt. Mit neun Geraden gibt es drei wesentlich verschiedene
Anordnungen dieser Art. Die erste ist die Konfiguration aus dem Satz von Pappus.
Ein bis heute ungelöstes Problem ist folgende Vermutung: "Eine ganze Zahl
ist entweder ein Kubus oder gleich der Summe von 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9
Kuben. Eine ganze Zahl ist auch entweder ein Biquadrat oder gleich der Summe von
2, 3, ..., 19 Biquadraten. In analoger Weise geht es weiter."
Magische
Quadrate: Die ersten neun Zahlen lassen sich in einem Quadrat anordnen, daß
man in allen Zeilen, Spalten und Diagonalen dieselbe Summe = 15 erhält. Die fünf
nimmt als Mitte zwischen 1 und 9 auch die Mitte des Feldes ein. Alle vier
Linien, die man durch Zentralfeld legen kann, enthalten Teile einer
arithmetischen Folge, deren Zuwächse 1, 2, 3 und 4 sich gegen den Uhrzeigersinn
von 6-5-4 nach 9-5-1 bewegen. Die Summe der Quadrate der Zahlen in der ersten
und dritten Spalte sind gleich: 4²+3²+8² = 2²+7²+6². Es gibt acht Möglichkeiten,
wie man fünfzehn als Summe dreier Zahlen zwischen 1 und 9, die zudem verschieden
sein sollen, darstellen kann. Jede dieser Möglichkeiten tritt genau einmal im
magischen Quadrat auf.
9,869 604 ... π² = irrationale Zahl.
10
Die dritte Dreieckszahl: 10=1+2+3+4. In einem
Bowlingfeld gibt es 10 Kegel. Zehn ist die einzige Dreieckszahl, die gleich der
Summe aufeinanderfolgender ungerader Quadratzahlen ist. Zehn ist die dritte
Pyramidenzahl (1+3+6), unter zehn aufeinanderfolgenden natürichen Zahlen gibt es
immer mind. eine, die zu allen anderen relativ prim ist.
10!=6!*7! (die
einzige Lösung der Gleichung n!=a!*b!.
Zehn ist die Basis unseres
Zahldarstellungssystems und der dekadischen Logarithmen.
In der
nebenstehenden Abbildung treten alle fettgedruckten Ziffern genau einmal in
jeder Zeile und in jeder Spalte auf. Dasselbe gilt für kursiv gedruckte Ziffern.
Darüber hinaus kommt jede Zahl zwischen 00 und 99 genau einmal vor.
Im
Satz von Desargues tritt eine Figur auf, die aus 10 Geraden besteht, wobei auf
jeder Geraden drei Punkte liegen und durch jeden dieser Punkte drei Geraden
gehen.
Man nehme eine Zahl und bilde das Produkt ihrer Ziffern. Dies
wiederholt man, falls möglich, mit der resultierenden Zahl, bis man bei einer
einstelligen Zahl angelangt ist.
Die Anzahl der Schritte wird
multiplikative Beharrlichkeit der Ausgangszahl genannt. Zehn ist die
kleinste natürliche Zahl, deren multiplikative Beharrlichkeit gleich 1 ist. Zu
den Werten 2-8 gehören folgende Zahlen: 25, 39, 77, 679, 6788, 68889, 267889.
Die kleinste Zahl mit der multiplikativen Beharrlichkeit 11 lautet: 277 777
788 888 899. Es gibt keine Zahl kleiner als 1050, deren multiplikative
Beharrlichkeit größer als 11 ist. Man nimmt an, daß es für die multiplikative
Beharrlichkeit der natürlichen Zahlen eine Obergrenze gibt.
Die Ägypter
teilten Zahlen noch mit, indem sie Symbole für die Potenzen für zehn anordneten.
Das ist genauso unhandlich wie das alte römische Zahlensystem. Heute verwendet
man Bündelungen von Zehner sowie die Abwandlungen, die zwei, acht, zwölf oder 16
als Basis benutzen, mit den beiden Prinzipien, die Ziffer Null und ein
Stellenwertsystem zu benutzen.
Die Zehn ist aber keine geeignete Basis für
ein System, indem Händler kleine Quantitäten messen wollen, insbesondere
Bruchteile des Ganzen, da im Zehnersystem nur die Hälfte und ein Fünftel durch
glatte Zahlen auszudrücken sind. Deshalb entwickelte sich in Europa eine große
Zahl von Maßen, die auf verschiedenen Einheiten beruhen, in denen Achtel,
Zwölftel, Zwanzigstel, Vierundzwanzigstel vorkamen, nur keine Zehntel. Erst 1791
empfahl die Pariser Akademie der Wissenschaften ein metrisches System vor. Heute
beziehen sich alle wissenschaftlichen Messungen auf das metrische System.
Die Oktave entspricht dem Verhältnis 2:1. Halbiert man die Länge einer
Saite, klingt diese eine Oktave höher. Das Vehältnis 3:2 entspricht einer
Quinte, 4:3 einer Quarte. Weniger harmonisch klingende Intervalle lassen sich
mit Hilfe größerer Zahlen repräsentieren. Ein Ganzton ist gleich der Differnz
zwischen einer Quinte und einer Quarte, er entspricht dem Verhältnis 9:8. Dieses
ist gleich 3:2 dividiert durch 4:3. Die Konstruktion einer vollständigen
Tonleiter ist sehr komplex und hat die Musiker bis heute beschäftigt. Eine
festgelegte Tonleiter wie beim Klavier kann unmöglich alle perfekten Quinten und
Quarten enthalten, die der Musikant gerne spielen möchte. Hier ist die Violine
dem Klavier überlegen. Die Lösung, die Oktave in 12 gleiche Töne zu unterteilen,
läßt sich weder auf dem Klavier noch auf der Violine vollkommen realisieren.
Wir beschränken uns heute nicht mehr auf natürliche Zahlen. Dennoch spielen
die ganzen Zahlen in der Komplexität der modernen Wissenschaften eine zentrale
Rolle. Warum wird z.B. die Schwerkraft bei doppelter Entfernung auf ein Viertel
reduziert und nicht auf annähernd ein Viertel? Wahrscheinlich wegen der
Dreidimensionalität des Raumes.
11
Primzahl und kleinste Repunitzahl. Das ist eine
Zahl, deren Ziffern alle Einheiten sind. Wie jede Repunitzahl ist elf durch das
Produkt ihrer Ziffern teilbar.
Eine Zahl ist durch elf teilbar, wenn die
Wechselquersumme durch elf teilbar ist. Die Wechselquersumme erhält man, wenn
man die Ziffern abwechselnd addiert und subtrahiert, von einem der beiden Enden
ausgehend. Elf ist die einzige palindromische Primzahl mit einer geraden Anzahl
von Ziffern. Unter vier beliebige Zahlen größer elf, die aufeinanderfolgen, ist
immer mind. eine, die durch eine Primzahl größer als elf teilbar ist.
Gemäß
der neuesten physikalischen Theorie, der sog. Supersymmetrie, läßt sich der Raum
am einfachsten als elfdimensional beschreiben. Sieben davon sind in sich selbst
gekrümmt. Ihre physikalischen Auswirkungen lassen sich nur in heute noch
unzugänglichen Bereichen, milliardenfach kleiner als die subatomaren Teilchen,
beobachten.
Eine weitere merkwürdige Idee, die mit der Supersymmetrie
verknüpft ist, besagt, daß die Grundbestandteile von Raum und Kraft sog.
Superstrings sind und die verschiedenen Arten von fundamentalen Teilchen den
verschiedenartigen Vibrationen dieser Strings entprechen, ähnlich wie die Saiten
einer Violine.
Lucas-Zahlen: 1, 3, 4, 7, 11, 18, 29, 47, 76, 123,
199, 322 ...
Die Folge hängt eng mit der Fibonacci-Folge zusammen. Jedes
Glied ist die Summe der beiden unmittelbar vorangehenden Glieder, das Verhältnis
aufeinanderfolgender Glieder strebt dem Goldenen Schnitt zu. Es ist merkwürdig,
daß auch die Lucas-Folge eine einfach zu behaltende Konvergenz gegen φ zeigt.
Die Formel für das allgemeine Glied dieser Folge ähnelt der für die allgemeine
Fibonacci-Zahl: Ln = [(1+√5)n/2n]+ [(1-√5)n /
2²] oder Ln = an + bn, wobei a und b die Wurzeln der Gleichung x²=x+1 sind.
Die Lucas-Zahlen lassen sich als Summe zweier Fibonacci-Zahlen darstellen:
Ln = Fn -1 + Fn + 1
Quadriert man die
Fibonacci-Zahlen und addiert bzw. subtrahiert dann abwechselnd vier, erhält man
die
Lucas-Zahlen:
5*1²-4=1² 5*2²-4=4² 5*1²+4=3² 5*3²+4=7² usw.
12
12 Monate/Jahr, 2x12 Stunden/Tag. Zwölf ist durch die
Summe als auch durch das Produkt ihrter Ziffern teilbar. Multipliziert man die
echten Teiler von zwölf miteinander, ergibt sich 12²=144. Daraus folgt, wenn man
alle Ziffern umkehrt, 21²=441! (Ebenso 13³=169 => 31²=961)
12 gleichgroße Kugelflächen können mit einer gleichartigen
Kugel in Berührung gebracht werden. Dabei berührt jede der äußeren Kugeln neben
der Zentralkugel noch vier andere. Für höhere Dimensionen lauten die entspr.
Anzahlen:
Dimension | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Anzahl | 24 | 40 | 72 | 126 | 240 | 272 | 306 |
13
Die Unglückszahl, obwohl es die fünfte glückliche Zahl
ist. Trikaidekaphobia heißt die "Angst vor der 13". Das Jahr umfaßt 13x4 Wochen.
Im Kartenspiel gibt es 13 Karten einer Farbe.
13 ist die zweitkleinste
Primzahl p, deren Kehrzahl die Periode 1/2 (p-1) besitzt: 1/13 = 0,076 923 076
923... Genau die Hälfte aller Vielfachen von 1/13 zwischen 1/13 und 12/13
besitzen Perioden, die zyklische Permutationen der obigen Ziffernkette
darstellen. Die anderen haben Perioden, die zyklische Permutationen von 153 846
sind. Die obige Ziffernfolge enthält ein Muster, das wesentlich deutlicher wird,
wenn man die Ziffern 0-9 gleichmäßig auf ein Kreis aufteilt und die Folge 076923
verbindet.
Es gibt 13 Archimedische Körper, die semiregulär sind,
weil ihre Ecken und Kanten gleichartig, ihre Flächen aber verschiedenartig sind.
Zwei Klassen von semireguläre Polyeder haben unendlich viele Mitglieder: Es sind
die regulären Prismen und die regulären Antiprismen.
Zum Satz des Pythagoras
wurden mehr Beweise veröffentlich als zu jedem anderen Satz. Das Dreieck mit den
Kanten 3-4-5 ist das erste Mitglied einer unendlichen Menge. Das nächste wäre
5-12-13, danach 7-24-25. (6-8-10 ist ein Vielfaches von 3-4-5). Neben dem
3-4-5-Dreieck gibt es noch mind. ein anderes, dessen Fläche sich mit Hilfe einer
einzigen Ziffer ausdrücken läßt: 693-1924-2045, dessen Fläche 666 666 ist. Ein
Sechstel der Flächeninhalte aller pythagoräischen Dreiecke endet mit der 6, ein
weiteres Sechstel endet auf 4, die restlichen 2/3 besitzen einen Inhalt, der auf
0 endet.
Es gibt unendlich viele rechtwinklige Dreiecke mit der Eigenschaft,
daß sich die Längen von Hypotenuse und einer Kathede um genau eins
unterscheiden. (3²+4²=5² / 5²+12"=13² ...)
Es gibt auch unendlich viele,
deren Katheden um eins differieren.
Pythagoräische Tripel lassen sich
einfach bestimmen, indem man zwei aufeinanderfolgende gerade oder ungerade
Zahlen nimmt und deren Kehrwerte addiert: 1/3+1/5=8/15. 8 und 15 sind die Längen
der Katheten eines Rechtwinkligen Dreiecks: 8²+15²=17².
14
14 und 15 sind das erste Paar aufeinanderfolgender
Zahlen, deren Summe ihrer Teiler, die Zahlen selbst eingeschlossen, gleich sind:
1+2+7+14=1+3+5+15=24
15
Die erste Zahl gleich dem Produkt zweier Primzahlen. Die
Summe der Zeilen, Spalten und Diagonalen des kleinsten magischen Quadrates.
Fünfte Dreieckszahl. Das Pool-Billiard hat fünfzehn Kugeln im Dreieck.
Dreieckszahlen stammen von den Griechen. Sie bilden diese Zahlen,
indem sie Summen der Form 1+2+3+4+5... ausrechnen. Die n-te Dreieckszahl Tn wird
durch die Formel 1/2n (n+1) gegeben. Dreieckszahlen sind die einfachsten
Polygonalzahlen. Jede Quadratzahl ist die Summe zweier aufeinanderfolgender
Dreieckszahlen. Jede ungerade Quadratzahl ist gleich dem achtfachen einer
Dreieckszahl + 1.
Jede Fünfeckszahl läßt sich auf besonders einfache Weise
als Summe dreier Dreieckszahlen darstellen (siehe Skizze (die ich allerdings
nicht mehr finde, deshalb hier doch keine Skizze)).
Die Reihe der Kehrwerte
der Dreieckszahlen konvergiert: 1+1/3*1/6+1/10+1/15+1/21...=2
15 und 21 sind
das erste Paar von Dreieckszahlen, deren Summe und Differenz (6/36) wieder
Dreieckszahlen sind. Das nächste kommt erst bei 780 / 990, dann erst bei 1 747
515 / 2 185 095.
Sechs ist die einzige Dreieckszahl außer Eins mit weniger als
660 Stellen, deren Quadrat wieder eine Dreieckszahl ist. 1, 36, 1225, 41 616, 1
413 721 usw. sind Zahlen, die Quadrat- sowie auch Dreieckszahlen sind.
Im
Bereich bis zu 107 gibt es 40 palindromische Dreieckszahlen. Die
kleinsten sind neben 1, 3 und 6 die Zahlen 55, 66, 171, 595, 666 und 3003. Die
2662te Dreieckszahl ist 3544453, so daß Zahl als auch ihr Index palindromisch
sind. Analoges gilt für die 1111te und 111.111te Dreieckszahl, die 617.716 und
6.172.882.716 betragen.
16
Die erste Quadratzahl, die sich auf zwei Arten als Summe
zweier Dreieckszahlen darstellen läßt: 16=6+10=1+15. Alle Zahlen, die
hinreichend groß sind, lassen sich als Summe von höchstens 16 vierten Potenzen
darstellen. 16 ist die einzige Zahl, die zugleich Umfang wie auch Flächeninhalt
desselben Quadrates ist.
Als Basis des Hexadezimalsystem ist 16 seit der
Einführung der elektronischen Computer üblich.
Die ersten 16 Zahlen lassen
sich in einem magischen Quadrat in vielerlei Weise anordnen. Es gibt davon 54.
Viele haben weitere elegante Eigenschaften. Beim folgenden Quadrat ist die Summe
der Kuben der Zahlen, die in einer Diagonalen stehen, gleich 4624=68². Die Summe
der Zahlen der ersten und vierten Spalte ist gleich, ebenso auch die der zweiten
und dritten Spalte, auf die erste und vierte bzw. zweite und dritte Zeile.
12 | 13 | 1 | 8 |
6 | 3 | 15 | 10 |
7 | 2 | 14 | 11 |
9 | 16 | 4 | 5 |
17
Die siebte Fermatsche Primzahl. Im Alter von 17 Jahren
bewies Gauß, daß man ein reguläres Polygon nur dann mit Zirkel und Lineal
konstruieren kann, wenn diessen Seitenzahl gleich einem Produkt aus lauter
verschiedenen Fermatschen Primzahlen der Form 22^n +1 ist. Daraus
folgt, daß man das reguläre Siebzehneck mit Zirkel und Lineal konstruieren kann.
Die Periode von 1/17 hat maximale Länge: 16 Stellen nach dem Komma.
Siebzehn ist gleich der Quersumme seines Kubus 4913. Die einzigen weiteren
derartigen Zahlen sind 1, 8, 26 und 27, davon sind drei selbst Kuben.
Die
Pythagoräer hatten Angst vor der 17, weil sie zwischen 16 und 18 liegt, die die
einzigen Werte sind, für die der Umfang eines Rechtecks gleich dessen Fläche
ist.
18
18=9+9 81=9*9. Ein analoger
Zusammenhang gibt es in jedem Zahldarstellungssystem, z.B. zur Basis acht:
7+7=16 und 7*7=61.
Die dritte und vierte Potenz von 18 haben die
Eigenschaft, daß alle Ziffern zw. Null und Neun genau einmal darin auftreten:
18³=5832, 184=104976.
18 ist gleich der Quersumme ihrer dritten
Potenz= 5832.
19
Auch der Kehrwert von 19 hat maximale Länge, also 18
Stellen.
Die Teilbarkeit durch 19: 100a+b ist dann durch 19 teilbar, wenn
a+4b durch neunzehn teilbar ist.
Es gibt nur eine Möglichkeit, wie man
aufeinanderfolgende Zahlen in einem magischen Sechseck, bei dem sich in allen
drei Richtungen gleiche Summen ergeben, anordnen kann. Die Zahlen 1-19 lassen
sich darin anordnen.
Jede natürliche Zahl läßt sich als Summe von max. 19
vierten Potenzen darstellen.
20
Die vierte Tetraederzahl, da die Summe der ersten vier
Dreieckszahlen (20=1+3+6+10).
Ein Ikosaeder hat 20 Flächen, das duale
Dodekaeder 20 Seiten. 20 ist die 2. semi-vollkommene Zahl, sie ist gleich der
Summe einiger seiner Teiler: 20=10+5+4+1.
Die kleinste ist 12, zugleich die
erste abundante Zahl. Die nächsten sind 24 und 30.
Das Zählen zur Basis 20
ist das Vigesimalsystem, es wurde von den Mayas zur Kalenderbestimmung
und Astronomie verwendet, die außerdem auch schon die Null verwendeten. Auch im
alten englischen Währungssystem waren 20 Shilling ein Pound.
21
Die sechste Dreieckszahl. Die Gesamtzahl der Punkte auf
einem gewöhnlichen Würfel.
Endet eine Quadratzahl mit der Folge xyxyxyxyxy,
so lautet die Folge xy entweder 21 oder 61 oder 84. Das kleinste Bsp. ist 508
853 989²=258 932 382 121 212 121.
21 ist die Minimalanzahl von verschiedenen
Quadraten, in die man ein Quadrat zerlgen kann. Die Kantenlängen des zerlegten
Quadrates beträgt 112.
22
Die Anzahl von 22! beträgt genau 22, was sonst nur noch
für 23 und 24 gilt.
22 ist die Maximalanzahl von Teilen, in die man einen
Pfannkuchen durch sechs Schnitte zerlegen kann.
Dabei ergibt sich bei
steigender Schnittzahl folgende Reihe:
Schnitte | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Teile | 2 | 4 | 7 | 1? | 16 | 22 | 29 | 37 |
22,459 157 718 361 045 473 427 152 ...:
πe. Man
weiß nicht, ob sie rational oder irrational ist.
23
Eine der beiden natürlichen Zahlen, für deren
Darstellung als Summe von Kuben man tatsächlich neun dritte Potenzen braucht
(wenn sie positiv sein sollen). Die andere Zahl ist 239.
Die vierte Primzahl,
deren Kehrwert eine Periode maximaler Länge besitzt. 23 ist die Minimalanzahl
von starren Stäben mit Einheitslänge, die man braucht, um ein Quadrat zu
versteifen. Sie ist außerdem die größte natürliche Zahl, die sich nicht als
Summe von verschiedenen Potenzen darstellen läßt. 23! besitzt 23 Stellen.
Wenn sich 23 Personen oder mehr in einem Raum befinden, ist die
Wahrscheinlichkeit dafür, daß mind. 2 Personen am selben Tag Geburtstag haben,
größer als 1/2 (Wochentag?).
23,140 692 632 779 269 005 729 086 ...: e π Sie ist transzendent.
24
Stunden am Tag. Die Summe seiner Ziffern und durch deren
Produkte teilbar. Die kleinste Zahl, bei der das Produkt ihrer echten Teiler
ihre Kubikzahl ergibt. Die Summe der ersten 24 Quadratzahlen, die 24.
quadratische Pyramidenzahl also, ist selbst eine Quadratzahl (70²). Das ist die
einzige Lösung dieser Art von Problemen. Wenn man nicht mit Eins beginnt, gibt
es allerdings noch mehr Folgen aufeinanderfolgender Quadratzahlen, die sich zu
einer Quadratzahl summieren, z.B. die Folge 18²+...+28²=77².
Ordnet man
gleichgroße Kugeloberflächen im 24dimensionalen Raum zu einem Leech-Gitter an,
so berührt jede Kugeloberfläche 196560 andere Kugeloberflächen. Das ist mit
großer Wahrscheinlichkeit die dichteste Packung von Kugeloberflächen im
24dimensionalen Raum. Geeignete Schnitte durch das Leech-Gitter liefern die
dichtesten Packungen von Kugeloberflächen in tieferen Dimensionen, z.B. in der
10., 11, und 13. Dimension.
Fakultäten:
1*2*3*4=24, also ist 24
die vierte Fakultät. Dafür schreibt man 4!. n! wächst sehr schnell. Erst
kürzlich wurde 1 000 000! errechnet, sie besitzt 5 565 709 Stellen, der
Computerausdruck ist 15cm dick. Es gibt n! Möglichkeiten, n Dinge anzuordnen.
Man kann z.B. aus einem Stapel von 52 Karten vier Karten auf 52*51*50*49 Arten
auswählen, oder auch 52!/48!, dabei spielt die Reihenfolge gleicher Karten eine
Rolle. Spielt sie keine Rolle, so sind alle 4! =24 Möglichkeiten, wie man
dieselben Karten ziehen kann, gleichwertig, weshalb man die Gesamtzahl nur noch
durch 4! teilen muß. Für diese ergibt sich der Wert 52!/(48!*4!).
Fakultäten
lassen sich auch als Basis für Zahldarstellungen verwenden, die nicht von den
Potenzen einer festen Zahl abhängt. Dazu dividiert man die darzustellende Zahl
durch die größte Fakultät, die kleiner als sie ist. Mit dem Rest wiederholt man
dies. Bsp:
2000 = (2*6!) + (4*5!) + (3*4!) + 1*3!) + (1*2!) + (0*1!) = 2*720
+ 4*120 + 3*24 + 1*6 + 2*1
Die Fakultätsdarstellung für 2000 ist also
243.110. Die Addition zweier solcher Zahlen ist trickreich, die Multiplikation
fast ein Alptraum. Dennoch sind sie manchmal von Nutzen.
25
Eine Quadratzahl und Summe zweier Quadratzahlen (3²+4²).
Die Griechen stellten Quadratzahlen als Punktmuster dar.
Will man ein
Quadrat in ein anderen überführen, fügt man an zwei anstoßenden Seiten Punkte
hinzu (siehe Skizze). Die hinzugefügten Punkte durchlaufen dabei die Folge der
ungeraden Zahlen.
Daraus folgt, daß die Summe von aufeinanderfolgenden
ungeraden Zahlen immer Quadratzahlen sind, wenn man mit eins beginnt.
Jede
Quadratzahl ist die Summe zweier Dreieckszahlen (25=10+15).
Auch dies läßt
sich in einem Punktgitter darstellen (siehe Skizze).
Alle Potenzen von 25
enden mit 25.
26
Die kleinste nichtpalindromische Zahl, deren Quadrat
palindromisch ist:
26²=676.
26 ist die Quersumme seiner dritten Potenz =
17576.
27
Der erste ungerade vollkomone Kubus, abgesehen von Eins.
Gleich der Gesamtpunktzahl auf den farbigen Kugeln beim Lochbilliard, denn 27
ist genau eins kleiner als die 7.Dreieckszahl 28. 27 ist die Quersumme seiner
dritten Potenz = 19683. Alle natürlichen Zahlen lassen sich als Summe von
höchstens 27 Primzahlen darstellen.
027 ist die Periode von 1/37. Umgekehrt ist 037 die Periode von
1/27 !!
>Vertauscht man die Ziffern eines dreistelligen Vielfachen von
27, ist diese Zahl auch ein Vielfaches von 27 !! Die einzige andere Zahl dieser
Eigenschaft ist 37.
Die Syrakus-Folge beginnt mit einer beliebigen
Zahl, die durch zwei geteilt wird, wenn sie gerade ist, oder verdreifacht wird,
wenn sie ungerade ist, wobei dann noch Eins zum Produkt addiert wird. Dieser
Vorgang wird wiederholt. Man hat alle Zahlen bis zu einer Milliarde getestet,
und sie endeten alle bei 4-2-1 Unter den ersten 50 Zahlen braucth 27 die meisten
Schritte, nämlich 27, die größte Zahl, die auftritt, ist dabei 9232. Es ist noch
nicht bekannt, ob alle Zahlen bei eins enden.
28
Mondtage im Mondzyklus. Die 7.Dreieckszahl und die
Anzahl Dominosteine in einem gewöhnlichen Spiel. Die erste Dreieckszahl, die
gleich der Summe zweier Kuben ist: 1³+3³. Damit ist sie auch die einzige, die
gleich der Summe zweier Potenzen mit derselben Hochzahl ist.
Die längste
bekannte Kette von befreundeten Zahlen hat 28 Glieder und beginnt mit 12496.
Vollkommene Zahlen:
28 ist nach 6 die 2.vollkommene Zahl. Sie ist
gleich der Summe ihrer Teiler, sich selbst ausgeschlossen. 1+2+4+7+14=28. Die
nächsten vollkommenen Zahlen sind 496 und 8128. Alle vollkommenen Zahlen enden
auf 6 oder 28. Vollkommene Zahlen findet man, indem man mit Eins beginnend eine
Zahlen-Folge addiert, die sich jeweils verdoppelt (d.h. 1+2+4+8+16...). Ist die
Summe dieser Folge eine Primzahl, ist das Produkt aus dieser Summe mit dem
letzten Folgenglied eine vollkommene Zahl. So ist die Summe 1+2+4+8+16=31, 31*16
aber ist 496, die vollkommen ist.
Alle geraden vollkommenen Zahlen sind
Sechseckzahlen und damit auch Dreieckzahlen. Die Summe der Kehrwerte der Teiler
einer vollkommenen Zahl ist Zwei.
Jede gerade vollkommene Zahl außer 6 ist
Partialsumme der Reihe 1³+3³+5³+7³+... (z.B. ist 496=1³+3³+5³+7³). Außer für
sechs ergibt sich, daß alle vollkommenen geraden Zahlen bei der Division durch
Neun den Rest Eins haben.
Entdeckt man eine neue Rekord-Primzahl, entdeckt
man damit automatisch eine neue vollkommene Zahl. Es folgt die Liste der bisher
bekannten vollkommenen Zahlen, dabei bedeutet Mp die p-te Mersennesche Primzahl.
Halbfette Schrift deutet an, daß entweder die vollkommene Zahl selbst oder die
zu ihr gehörige Mersennesche Primzahl als Eintrag im Hauptteil dieses Lexikons
auftaucht. Die größte ist 2216090 M216091. Die Abstände
werden dabei immer größer. Es ist nicht bekannt, ob es unendlich viele
vollkommene Zahlen gibt.
Ungerade vollkommene Zahlen stellen eine Kuriosität
dar. Es ist eine der notorischen ungelösten Probleme der Zahlentheorie. Man weiß
bereits eine Menge über ungerade vollkommene Zahlen, was interessant ist, da man
ihre Existenz noch nicht sicher weiß. Eine ungerade vollkommene Zahl muß mind.
acht verschiedene Primfaktoren besitzen. Ist sie nicht durch drei teilbar, sind
es sogar 11. Weiter muß sie durch eine Primzahlpotenz teilbar sein, die größer
ist als 1018. Ihr größter Primfaktor muß größer als 300.000 sein, der
zweitgrößte größer als 1.000. Alle ungeraden vollkommenen Zahlen kleiner als
109118 sind durch die sechste Potenz einer Primzahl teilbar.
29
Die Summe von drei vierten Potenzen ist nur dann durch
29 (oder auch durch 5) teilbar, wenn alle Summanden durch 29 (bzw. 5) teilbar
sind.
30
Primorial (p) ist dann definiert, wenn p eine
Primzahl ist; dann ist primorial p gleich dem Produkt aller Primzahlen kleiner
gleich p. Primorial (5) ist 30 (2*3*5). Die kleinste Zahl mit vier verschiedenen
Primfaktoren ist primorial (7) (2*3*5*7=210) usw.
30 ist die größte der
Zahlen mit der Eigenschaft, daß alle Zahlen kleiner als 30 und relativ prim zu
30 selbst wieder Primzahlen sind.
Es gibt nur zwei pythagoräische Dreiecke,
deren Fläche gleich ihrem Umfang ist. Das eine ist das 5-12-13-Dreieck, dessen
Fläche und Umfang 30 beträgt. Das andere ist das 6-8-19-Dreieck, dessen Fläche
und Umfang 24 ist. 30 beträgt die Fläche des kleinsten Rechtecks, in dem eine
Springerrundreise (mit Rückkehr auf das Ausgangsfeld) möglich ist, sowohl auf
dem 5x6- als auch auf dem 3x10-Feld. Das kleinste quadratische Brett, auf dem
eine solche Rundreise möglich ist, ist das 6x6-Feld.
Das Dodekaeder und das
Idosaeder haben beide 30 Kanten.
31
Die fünfte Mersennesche Zahl (25-1)und dritte
Mersennesche Primzahl, die zur dritten vollkommenen Zahl führt.
Die Länge
der Periode des Kehrwertes ist die erste, die ungerade ist.
Sie beträgt:
0,03 225 806 451 612 903 225...
Man beachte die Produkte:
032258*2= | 64516 | 032258* 9= | 290322 | |
032258*4 | 129032 | 032258*14= | 451612 | |
032258*5= | 161290 | 032258*16= | 516128 | |
032258*7 | 225806 | 032258*18= | 580644 | |
032258*8 | 258064 | 032258*19= | 621902 | usw. |
32
1000000 im Dualsystem. Schmelzpunkt von Eis in
Fahrenheit.
33
Die größte Zahl, die nicht Summe von verschiedenen
Dreieckszahlen ist.
Glückliche Zahlen:
Zuerst streicht man aus
der Reihe der natürlichen Zahlen alle geraden Zahlen. Nach eins ist drei die
nächste gerade Zahl. Deshalb streiche man jeweils die dritte Zahl der Folge. Es
verbleiben jetzt: 1-3-7-9-13-15-19-21-25-27...
Die nächste verbleibende Zahl
ist die sieben. Deshalb wird jetzt jede 7.Zahl gelöscht. Die erste zu
streichende Zahl ist deshalb die 19. Die Folge der glücklichen Zahlen beginnt
also mit 1-3-7-9-13-15-21-25-31-33-37-43-49-51...
Glückliche Zahlen und
Primzahlen haben viele Eigenschaften gemeinsam. Das könnte daran liegen, daß man
Primzahlen nach einem ähnlichen "Sieb" herausfinden kann: Erst streicht man aus
der Reihe der natürlichen Zahlen alle Faktoren von 2, dann die von drei usw.
34
Die magische Konstante des magischen 4x4-Quadrates.
35
Es gibt 35 Hexominos, also Gebilde aus sechs
zusammengeklebten Quadraten. Es ist erstaunlich, daß sich keines der Rechtecke
3x70, 5x42, 6x35, 7x30, 10x21 oder 14x15 vollständig mit den 35 Hexominos
auslegen läßt, obwohl deren Fläche gerade 210 beträgt.
Es gibt bereits 108
Septominos, von denen eines ein Loch hat, 369 Oktominos (6 mit Loch) und 1285
Nonominos (37 mit Loch).
Die Zahlen des Pascalschen Dreieck sind so
wichtig, daß sie hier nicht fehlen dürfen. Die 35 soll hier ihr Vertreter sein.
Das Dreieck ist definiert, daß in jeder Zelle die Summe der beiden darüber
stehenden steht, wobei in den Randzellen Einsen stehen sollen. Pascal leitete
dann 19 Folgerungen ab, eine davon lautet: "In jedem Dreieck gilt, daß die Summe
der Zellen einer Basis eine Zahl ist, die gleich dem Doppelten einer mit Eins
beginnenden Progression ist." D.h., daß die Summe der Zahlen in der n-ten Zeile
2n ergibt (die oberste Zeile wird eigentlich weggelassen, sie ist die
0te Zeile).
Die erste Diagonale enthält Einsen, die zweite die natürlichen
Zahlen, die dritte die Dreieckszahlen, die vierte die Tetraederzahlen (1, 4, 10,
20, 35..., vorstellbar als die Anzahl von Kugeln, die man in dreieckige
Pyramiden zunehmender Größe hineinpacken kann). Die nachfolgenden Diagonalen
lassen sich als höherdimensionale Anordnungen interpretieren, beginnend mit der
vierten Dimension. Um Kombinationen zu erhalten (z.B. auf wieviele Arten kann
man drei Gerichte aus einem siebengängigen Menü auswählen), so muß man nur die
vierte Zahl in der 7.Reihe aufsuchen. Das ist 35.
Eine andere Eigenschaft:
Die Einträge in p-ten Zeile sind mit ausnahme der Einsen nur dann durch p
teilbar, wenn p eine Primzahl ist.
Die "kurzen Diagonalen" 1, 1-1, 1-2,
1-3-1, 1-4-3, 1-5-6-1 ... ergeben summiert die Fibonacci-Folge 1-1-2-3-8... Es
gibt unendlich viele Zeilen , die drei Zahlen in arithmetischer Progression
enthalten (z.B. 7-21-35), die nächsten sind 1001-2002-3003 und
490314-817190-1144066. Allerdings gibt es keine Zahlentripel, die in
geometrischer oder harmonischer Progression stehen.
Jeder Eintrag ist gleich
der Summe einer der beiden Diagonalen, die unmittelbar über ihm beginnen und
sich nach der längeren Seite hin zum Rand des Dreiecks erstrecken.
Das
harmonische Dreieck von Leibniz ist anders aufgebaut: hier steht an der
Spitze 1/1, die Diagonalen werden durch die Kehrwerte der Reihe der natürlichen
Zahlen gebildet (1/2, 1/3, 1/4...), jeder Bruch im Schema ist die Summe der
unmittelbar darunter stehenden Brüche. Die in einer Zeile ergebenden Brüche
ergeben sich, wenn man den Anfangsterm der Zeile durch die Einträge in der
entsprechenden Zeile des Pascalschen Dreiecks dividiert. Jeder Bruch ist gleich
der summe der unendlichen Reihe, die unmittelbar links unter ihm beginnt und von
dort diagonal nach rechts weitergeht, z.B. 1/4=1/5+1/30+1/105...
36
8. Dreieckszahl, die Summe der ersten vier geraden und
der ersten vier ungeraden Zahlen vor, nach der 1 die erste Quadratzahl die auch
Dreieckszahl ist. Damit ist 36 auch die Summe der ersten drei Kuben (1³+2³+3³).
36 ist die größte Zahl, die durch das Produkt ihrer Ziffern teilbar ist.
Alle Folgen von 7 aufeinanderfolgenden Zahlen >36 enthalten ein Vielfaches einer Primzahl >41.
37
Jedes dreistellige Vielfache von 37 bleibt ein
Vielfaches von 37, wenn man dessen Ziffern zyklisch permutiert. Jede Zahl läßt
sich als Summe von höchstens 37 fünften Potenzen darstellen.
37 ist die
vierte ausgefüllte Sechseckzahl. Man erhält sie, wenn man sechseckige
Kränze konzentrisch um einen Mittelpunkt herumlegt. Die Formel für die n-te
ausgefüllte Hexagonalzahl lautet: 3n(n-1)+1
Unterteilt man das Sechseck
anders (Skizze), erkennt man, daß diese Zahl gleich ist der Summe 6Tn -1
+1, wobei Tn die n-te Dreieckszahl ist.
38
Magische Konstante des einzig möglichen magischen
Sechsecks, in dem die Zahlen 1-19 auftreten.
39
Die erste anscheinend uninteressante ganze Zahl, was sie
natürlich interessant macht.
40
Die zweite uninteressante Zahl, was sie nicht sehr viel
interessanter macht. Alle folgenden uninteressanten Zahlen werden immer weniger
interessant, so daß sie ab sofort weggelassen werden.
41
Fünfstellige Vielfache von 41 bleiben dies, wenn man die
Ziffern zyklisch permutiert.
Euler entdeckte, daß x²+2+41 für alle Zahlen
zwischen 0 und 39 Primzahlen liefert.
42
Die magische Konstante des kleinsten magischen Würfels,
der die Zahlen zwischen 1 und 27 enthält.
Catalan-Zahlen:
42 ist
die 5.Catalan-Zahl. Die Folge beginnt mit 1, 2, 5, 14, 42, 132, 429, 1430, 4862,
16796, 58786, 208012, 742900, 2674440.... Die Catalan-Folge gibt an, wieviele
Möglichkeiten sich ein reguläres n-Eck in (n-2) Dreiecke zerlegen läßt, wenn
unterschiedlich orientierte Dreiecke als verscheiden betrachtet werden sollen.
Oder: Auf wieviele Weisen lassen sich n Buchstaben klammern, so daß in jedem
Paar von Klammern nur zwei Buchstaben stehen?
ab auf eine Weise: (ab)
abc auf zwei Weisen: (ab)c, a(bc)
abcd auf fünf Weisen: (ab)(cd),
a((bd)d), ((ab)c)d, a(b(cd)), (a(bc))d usw.
Auf wieviele Weisen kann man n
Stimmen auf zwei Kandidaten verteilen, so daß der gewählte Kandidat niemals
hinter seinem Konkurrenten liegt? Alle diese Fragen werden durch die
Catalan-Folge beantwortet.
44
Gesucht ist ein Backstein, dessen Kantenlängen und
Flächendiagonalen alle natürlichzahlige Maßzahlen besitzen. Eulers Lösung: 44,
117, und 240. Die Flächendiagonalen betragen 267, 125 und 244. Die Länge der
Raumdiagonalen ist nicht ganzzahlig, dieses Problem steht noch aus.
Subfakultäten:
Es werden n Briefe an verschiedene Empfänger
geschrieben und dazu n Umschläge beschriftet. Auf wie viele Weisen kann man die
Briefe in die Umschläge stecken, so daß in keinem Umschlag der zu ihm gehörende
Brief ist? Die Antwort: Subfakultät (n).
Die Folge der Subfakultäten:
0-1-2-9-44-265-1854-14833...
Subfakultät (5)=5!(1-1/1! + 1/2! + 1/3! - 1/4!
+ 1/5!) = 44
45
Nach 1 und 9 die dritte Kaprekar-Zahl. Alle Zahlen
>45 lassen sich als Summe von Primzahlen darstellen, die größer als 11 sind.
Polygonalzahlen:
45 ist die fünfte Sechseckzahl. Diese lassen
sich gemäß der Formel n(2n-1) berrechnen. Für n=5 ergibt diese 45. Die Folge
beginnt mit: 1-6-15-28-45...
Polygonalzahlen ergeben sich auf natürliche
Weise aus den Dreiecks- und den Quadratzahlen und lassen sich ebenso wie diese
durch Punktmuster darstellen.
1/2n(n+1)1/2n(n+1)
Bezeichnung | Formel | n= | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7... |
Dreieckszahl | 1/2n(n+1) | 1 | 3 | 6 | 10 | 15 | 21 | 28... | |
Quadratzahl | 1/2n(2n-0) | 1 | 4 | 9 | 16 | 25 | 36 | 49... | |
Fünfeckszahl | 1/2n(3n-1) | 1 | 5 | 12 | 22 | 35 | 51 | 70... | |
Sechseckszahl | 1/2n(4n-2) | 1 | 6 | 15 | 28 | 45 | 66 | 91... | |
Siebeneckszahl | 1/2n(5n-1) | 1 | 7 | 18 | 34 | 55 | 81 | 112... | |
Achteckszahl | 1/2n(6n-1) | 1 | 8 | 21 | 40 | 65 | 96 | 133... | |
usw... |
46
In der englischen Übersetzung des 46. Psalms lautet das
46. Wort shake, das 46. Wort vom Ende her gezählt heißt spear. Zusammen
Shakespear. Warum? Weil im Jahre 1610, als diese Bibelübersetzung fertiggestellt
wurde, Shakespeare gerade 46 Jahre alt war!
47 47+2=49; 47*2=94
48
Das Produkt aller echten Teiler von 48 ist
484. Ist eine Zahl >48, gibt es zwischen n und 9n/8 eine Primzahl.
Dabei sollen die beiden Grenzen n und 9n/8 mit eingeschlossen sein.
49
Trimorphe Zahl. Sein Kubus endet mit denselben
Ziffern: 49³=117649. 49 ist ein Bsp. für eine trimorphe Zahl, die nicht
automorph ist.
Die ersten Stellen des Kehrwertes von 49 bilden die Potenzen
von zwei: 1/49=0,020408163265...
50
Die kleinste Zahl, die sich auf zwei verschiedene Weise
als Summe zweier Quadrate darstellen läßt: 5²+5²; 7²+1². Danach folgen:
65-85-145...
52
Anzahl Wochen im Jahr, Karten in einem
Standartkartenspiel.
52 ist die dritte unerreichbare Zahl.
Unerreichbar ist eine Zahl, wenn sie sich nicht als Summe von echten Teilern
einer anderen Zahl darstellen läßt. Die Folge beginnt: 2-5-52-88-96-120...
53
Die kleinste Primzahl, deren Periode des Kehrwertes eine
Periodenlänge hat, die genau ein Viertel der maximal möglichen Periodenlänge
beträgt.
55
10.Dreieckszahl, Auch Fibonacci-Zahl, die letzte, die
auch gleichzeitig Dreieckszahl ist (nach 1, 3 und 21). 55, 66 und 666 sind die
einzigen Dreieckszahlen mit <30 Stellen, die nur eine einzige Ziffer
enthalten.
Pyramidenzahlen:
55 ist die 5.quadratische
Pyramidenzahl. Werden Kanonenkugeln zusammengelegt, daß sie quadratische Lagen
bilden, lauten die Gesamtzahlen der Kugeln 1-5-14-30-55-91-140...Die n-te Kugel
ergibt sich mit 1/n(n+1)(2n+1).
Andere Pyramidenzahlen: Fünfeckige
Pyramidenzahlen (1/n²(n+1). Die einzigen Fünfeckpyramidenzahlen, die auch
zugleich Dreieckszahlen sind, sind bis jetzt 1, 55, 91 und 208335.
55 ist die
4.Kaprekar-Zahl.
Addiert man die Kuben der Ziffern von 55 und wiederholt man
dies noch 2x, entsteht die 55 erneut.
Jede Zahl >55 läßt sich als Summe
von Primzahlen der Form 4n+3 beschreiben.
56
Tetraederzahlen:
56 ist die 6.Tetraederzahl.
Der Beginn der Folge: 1-4-10-20-35-56-84-120... Die Formel dazu lautet:
1/6n(n+1)(n+2). Das traditionelle Beispiel ist der Kanonenkugelhaufen.
Tetraederzahlen sind also die Summen von Dreieckszahlen. Führt man diese
Betrachtungen in höheren Dimensionen fort, z.B. im vierdimensionalen Raum,
lassen sich die zu den Tetraederzahlen gehörigen Haufen ihrerseits wieder zu
einem vierdimensionalen Tetraeder zusammenfügen, wobei die nachfolgenden
vierdimensionalen Tetraederzahlen entstehen: 1-5-15-35-70...
60
Basis des Sexadezimalsystems, es beruht auf Vielfache
von Zehn und sechs: 1, 10, 60, 600, 3600, 36.000...Die Systeme profitieren von
den vielen Faktoren der 60. Sie weist dieselben Vorteile des Duodezimalsystems
auf und besitzt noch weitere. Die Unterteilung in 12 Sternzeichen fügt sich gut
in das System ein, nicht aber in das Dezimalsystem. Auch die Einteilung des
Vollkreises in 360 ° und die weitere Einteilung in 60 Minuten und 3600 Sekunden
wurde von babylonischen Astronomen erfunden. Wir unterteilen heute noch die
Stunde in 60 Minuten und 3600 Sekunden., ebenso die Grad, als einzige
Maßeinheit, die noch nicht metrisiert wurde.
Die Innenwinkel des
gleichseitigen Dreiecks sind 60°.
60 ist die achte "stark
zusammengesetzte Zahl", was von Ramanujan stammt, der damit Zahlen verstand,
die erstmals einen Maximalwert für die Anzahl ihrer Teiler ergeben. 60=2²*3*5
ist die erste Zahl, die 12 Teiler besitzt. Die Folge beginnt so:
2-4-6-12-24-36-48-60-120-180-240-360-720-1260-1680-2520-5040...
64
Die 2. Sechste Potenz nach Eins. 64 ist zugleich eine
Quadrat- und Kubikzahl (8², 4³). Im Oktalsystem ist 64 darum 100, im Dualsystem
1 000 000.
Die kleinste Zahl mit sechs Primfaktoren. Die näcshten sind 96,
128 (mit 7 Primfaktoren) und 144. Weil es eine Kubikzahl ist, läßt 64 sich als
Summe von aufeinanderfolgenden ausgefüllten Sechseckzahlen darstellen
(1+7+19+37)
65 Magische Konstante des magischen 5x5-Quadrates.
66
Summiert man die Teiler von 66 einschließlich der 66,
erhält man eine Quadratzahl (12²). Die Folge der Zahlen dieser Eigenschaft
beginnt: 3-22-66-70-81...
69
Die einzige Zahl, deren Quadrat und deren Kubus,
zusammen betrachtet, jede Ziffer nur einmal verwendet: 69²=4761 und
69³=328509.
70
Die Summe der Teiler von 70 (außer 70) ist eine
Quadratzahl (=144).
Sie ist die kleinste Schicksalszahl. Das ist eine
Zahl, wenn sie abundant ist und sich nicht als Summe von Zahlen aus einer
Teilmenge ihrer Teiler darstellen läßt. Die Teiler lauten: 1-2-5-7-10-14-35.
Zusammen ergeben sie 74, weshalb 70 abundant ist. Es gibt aber keine Teilmenge
dieser Teilermenge, die such zu 70 aufaddieren würde. Diese Zahlen sind selten.
Unter 10.000 gibt es nur folgende: 70-836-4030-5830-7912-9272.
71
71³=357911, das sind genau die ungeraden Ziffern von 3
bis 11 in richtiger Reihenfolge.
5, 71 und 369911 sind die einzigen Zahlen
unter 2 Mio., die die Summe der Primzahlen, die kleiner sind als sie,
teilen.
72
Die kleinste Zahl, deren fünfte Potenz sich als Summe
von fünf fünften Potenzen schreiben läßt: 725=
105+435+465+475+675.
73
Alle natürlichen Zahlen lassen sich als Summe von max.
73 sechsten Potenzen darstellen.
76
Automorphe Zahl, was heißt, daß das Quadrat mit
derselben Zahl aufhört, mit der man begonnen hat: 76²=5776. Die einzige andere
zweistellige automorphe Zahl ist 25.
77
Jede Zahl >77 läßt sich als Summe von natürlichen
Zahlen darstellen, deren Kehrwerte sich zu eins aufaddieren. 78 ist z.B.
2+6+8+10+12+40; und 1/2+1/6+1/8+1/10+1/12+1/40=1
79
Die kleinste Zahl, die sich nicht mit weniger als
neunzehn vierten Potenzen als Summe darstellen läßt:
15*14+4*24.
81
Die Summe der Teiler ist 121, also eine Quadratzahl.
1/81 ist 0,0123456790123456790123..., weil 81=9² ist und neun genau eins
kleiner als 10, was die Basis unseres Dezimalsystems ist.
81 ist neben 0 und
1 die einzige Zahl, deren Ziffernsumme auch ihre Quadratwurzel ist.
81 ist
Quadrat- wie auch Siebeneckzahl.
84
Folgende Geschichte teilte Diophants mit:
"Das Grab
berichtet uns die Zeitspanne, die Diophants Leben währte. Gott gönnte ihm, ein
Sechstel seines Lebens als Knabe zu verbringen. In einem weiteren Zwölftel blieb
sein Wesen kühn. Gott führte ihn in den Ehestand nach einem Siebtel. Fünf Jahre
nach der Hochzeit schenkte er ihm einen Sohn. Unglückliches spätgeborenes Kind!
Nachdem es halb so alt geworden war wie sein Vater, traf es ein hartes
Schicksal. Nachdem er seinen Schmerz vier Jahre lang durch das Studium der
Zahlen besänftigt hatte, beendete Diophant sein Leben."
Die Lösung ergibt
84.
88
Auch das Quadrat besteht aus wiederholten Ziffern:
7744.
89
Man verdoppele 89 und addiere Eins. Dann wiederhole man
dieses Verfahren. Man erhält eine Folge von sechs Primzahlen:
89-179-359-719-1439-2879. Das ist unter allen sechsgliedrigen Primzahlfolgen
dieser Art diejenige, die mit der kleinsten Zahl beginnt.
Man addiere die
Quadrate der Ziffern einer beliebigen Zahl. Dann wiederholt man dies. Man landet
schließlich entweder bei eins oder im folgenden Zyklus:
89-145-42-20-4-16-37-58-89.
89 und 98 sind die zweiziffrigen Zahlen mit den
meisten Schritten, bis aus ihnen Palindrome durch Umkehren-und-Addieren geworden
sind, nämlich 24.
89 ist die 11.Fibonacci-Zahl. Die Periode des Kehrwertes
wird von den Fibonacci-Zahlen erzeugt: 0,11235...
91
Tage im Vierteljahr (bei 13 Wochen zu 7 Tagen). 91 ist
Dreieckszahl wie uach eine quadratische Pyramidenzahl und eine ausgefüllte
Sechseckzahl.
97
Die Periode des Kehrwertes ist maximal mit der Länge 96.
Die Periode beginnt mit den Potenzen von 3 (wegen 97=100-3): 0,010 309 278 350
515 463 917...
98
Die Periode des Kehrwertes beginnt mit den Potenzen von
2 (wegen 96=100-2):
0,010 204 081 632 653 061 224 489...
99
1/99= 0,0101010101010...
Neun und elf haben sehr
einfache Kehrwerte, weil 9x11=99 ist. Ähnliches gilt auch für 27x37=999. 99 ist
eine Kaprekarzahl, wie jede Ziffernkette aus Neunern. 99²=9801 und 98+01=99.
100
Quadrat von Zehn, der Basis unseres Dezimalsystems,
doch auch das Quadrat jeder anderen Zahl, daß man als Basis wählt!
Siedepunkt des Wassers in Celsius.
Vierte Dreieckszahl, Summe der ersten
vier Kuben (1³+2³+3³+4³).
Wie kann man aus den Ziffern 1-9 nur unter
Verwendung der üblichen Operationszeichen einschließlich Klammern einen Ausdruck
bilden, dessen Wert gleich 100 ist? Es gibt viele Lösungen, die häufigste ist:
1+2+3+4+5+6+7+(8*9)=100. Eine andere Lösung ist: 123-45-67+89=100, sie benützt
nur drei Operationszeichen.
101
Wenn man von 2, 3, 5 und 7 sowie der 11 absieht, ist
101 die kleinste palindromische Primzahl. Die anderen kleiner als 1000 sind:
131-151-181-313-373-383-727-757-787-797-919-929.
Es ist nicht bekannt, ob es
unendlich viele davon gibt.
104
Semivollkommen, d.h. gleich der Summe eines Teiles
seiner Teiler: 104=52+26+13+8+4+1.
Irreduzibel semivollkommen, weil kein
Faktor von 104 selbst semivollkommen ist.
105
Zieht man von 105 eine Potenz zwischen 2 und 64 ab,
erhält man stets eine Primzahl. Die einzigen anderen Zahlen dieser Eigenschaft
sind 7, 15, 21, 45 und 75.
Bis zur 244 wurdebestätigt, daß es
sonst keine solche Zahl mehr gibt.
111
Magische Konstante des kleinsten magischen Quadrates,
das nur aus Primzahlen besteht (inkl. 1). Auch die zweite Repunitzahl.
113
Die kleinste dreistellige Primzahl, die bei allen
Umordnungen ihrer Ziffern wieder eine Primzahl ergibt. Die anderen sind 337 und
199. Die zweistelligen Primzahlen dieser Eigenschaft sind 11, 13, 17, 37 und
79.
118
Die kleinste Zahl, die sich als Summe von vier Tripeln
schreiben läßt, deren Produkte alle gleich sind:
118=14+50+54=15+40+63=18+30+70=21+25+72. Das Produkt ist jeweils 37800.
120
120=1*2*3*4*5. Fünfzehnte Dreieckszahl und achte
Tetraederzahl, als Summe von Dreieckszahlen: 120 = 1+3+6+10+...+28+36.
Die
erste Zahl, die sechsmal im Pascalschen Dreieck steht.
120 ist die kleinste
Zahl, die 16=24 Teiler besitzt. Die kleinste Zahl mit 2n
Teilern erhält man, wenn man die ersten n Zahlen der nachfolgenden Reihe
miteinander multipliziert: 2-3-4-5-7-9-11-13-16-17-19-23-25-29... (Alle
Primzahlen und deren Potenzen).
Mehrfach vollkommene Zahlen:
Die Faktoren von 120 summieren sich zu 240. Zählt man 120 als
Teiler dazu, wird die Summe gar 360, man nennt sie deshalb dreifach vollkommen.
Es sind nur sechs dreifach-vollkommene Zahlen bekannt:
120-672-523776-459818240-1476304896 und 31001180160. Falls es eine ungerade
dreifach-vollkommene Zahl geben sollte, muß sie größer als 1050 sein,
eine Quadratzahl sein und mind. 9 verschiedene Primfaktoren besitzen. Ist sie
auch noch nicht durch drei teilbar, muß sie größer als 10108 sein und
mind. 32 verschiedene Primfaktoren besitzen.
Es sind heute bis zu
achtfach-vollkommene Zahlen bekannt. Die kleinste achtfach-vollkommene Zahl ist:
2 * 3²³ * 59 * 712 * 11³ * 13³ * 17² * 19² * 23 * 29² *
31² * 37 * 41 * 53 * 61 * 67² * 71² * 73 * 83 * 89 * 103 * 127 * 131 * 149 * 211
* 307 * 331 * 463 * 521 * 683 * 709 * 1.279 * 2.141 * 2.557 * 5.113 * 6.481 *
10.429 * 20.857 * 110.563 * 599.479 * 16.148.168.401.
121
Die palindromische Quadratzahl eines Palindroms. 121
ist in allen Zahldarstellungssystemen, beginnend mit der Basis drei, eine
Quadratzahl.
11³=1331, und 114=14641 sind ebenfalls
palindromisch. Jede natürliche Zahl >121 läßt sich als Summe von
verschiedenen Primzahlen der Form 4n+1 darstellen.
127
Mersenne-Zahlen:
127=27-1 ist die
7.Mersenne-Zahl. Sie wird M7 genannt. Sie ist die 4.Mersennesche
Primzahl und liefert damit die vierte vollkommene Zahl.
Mersenne behauptete:
Die einzigen Werte von p, die nicht größer als 257 sind und für die 2p
-1 eine Primzahl ist, sind 1, 2, 3, 5, 7, 13, 17, 19, 31, 67, 127, und
257. Es gibt zu jeder Mersenne-Zahl eine neue Primzahl, sie sind "coprim", so
daß folgt, daß es unendlich viele Primzahlen gibt.)
Alle Teiler einer
Mersenne-Zahl Mp müssen von der Form 2np +1 sein. Allerdings hat die
obige Liste Fehler. Mersenne übersah drei Primzahlen: M61,
M89 und M107, außerdem sind M67 und
M257 zusammengesetzt. Alle Mersennesche Primzahlen liefern
vollkommene Zahlen (siehe 28).
128
27. Im Dualsystem 10 000 000. Die kleinste
Zahl, die Prokukt von 7 Primfaktoren ist. Zweierpotenz, deren Ziffern ebenfalls
Zweierpotenzen sind. Es ist nicht bekannt, ob 128 die einzige solche Zahl ist.
132
Gleich der Summe aller zweistelligen Zahlen, die man
aus den Ziffern von 132 bilden kann, die kleinste Zahl dieser Eigenschaft.
135
135=1+3²+5³.
(Andere Beispiele: 175=1*7²+5³ oder
518=5+1²+8³ oder 598=5+9²+8³).
136
Summe der Kuben der Ziffern ist gleich: 1³+3³+6³=244.
Wiederholt man dies: 2³+4³+4³= kommt man wieder auf 136.
137
Alle hinreichend großen Zahlen sind Summen von
höchstens 137 siebten Potenzen.
144
12² oder ein Gros. 100 im Duodezimalsystem. Neben der
Eins die einzige Fibonacci-Zahl, die zugleich Quadratzahl ist. Die
12.Fibonacci-Zahl. Ein Teiler einer Fibonacci-Zahl heißt eigentlich, wenn er
nicht Teiler einer kleinere Fibonacci-Zahl ist. Die einzigen Fibonacci-Zahlen,
die keine eigentlichen Teiler besitzen, sind 1, 8 und 144. Liest man 12 und 144
rückwärts, erhält man 21²=441.
Das kleinste magische Quadrat, das
aufeinanderfolgenden Primzahlen besteht, enthält 144 ungerade Primzahlen, die
mit 3 beginnen. Die zugehörige Konstante ist 4515.
145
145=1!+4!+5!. Die einzigen anderen Zahlen, die sich als
Summe der Fakultäten ihrer Ziffern darstellen lassen, sind 1, 2 und 40585.
153
153=1!+2!+3!+4!+5!.
Addiert man die Kuben der
Ziffern einer dreistelligenZahl, die ein Vielfaches von drei ist, und wiederholt
dies immer wieder, so gelangt man zur Zahl 153. Dort kommt der Prozeß zum
Stillstand denn 153=1³+5³+3³. Die anderen dreistelligen Zahlen, die gleich der
Summe der Kuben ihrer Ziffern sind: 370, 371, 407. Bei obigem Prozeß gibt es
2er- und 3er-Schleifen: 136-244, 919-1459, 55-250-133, 160-217-352.
Das
Netz, das Petrus aus dem See zog, enthielt 153 Fische.
161
Jede Zahl > 161 läßt sich als Summe von
unterschiedlichen Primzahlen der Form 6n-1 darstellen.
163
Aitken entdeckte folgende Eigenschaft von 163: e
π√163 differiert von einer natürlichen Zahl um weniger als
10-12. (sensationell!)
169
169=13², 961=31²
180
180 Grade im Halbkreis, Fahrenheit-Grade zwischen
Gefrierpunkt und Siepunkt des Wassers. Winkelsumme des Dreiecks. 180³ ist die
Summe einer Folge von aufeinanderfolgenden Kuben: 6³+7³+8³+...68³+69³.
196
Palindromisch nach Umstellung:
Bildet man die
Kehrzahl von 87 (=78), addiert dann Kehr- und Ausgangszahl und wiederholt dies
mehrfach, erhält man nach bereits vier Schritten eine Palindromzahl: 4884:
87+78=165; 165+561=726; 726+627=1353; 1353+3531=4884.
Um eine Palindromzahl
zu erhalten, genügt es, daß im vorhergehenden Schritt keine Überträgen erfolgen.
Das bedeutet aber, daß sich die Ziffernpaare (vorwärts oder rückwärts gelesen)
zu höchstens neun summieren dürfen. Werden schließlich alle Zahlen
palindromisch? Das ist nicht bekannt. Bisher konnte unter 10.000 nur die 196
noch nicht auf diese Weise palindromisiert werden. 50.000 Umstellungen wurden
bisher durchgeführt, die Zahl hatte bereits 26.000 Stellen. Danach wurde
erfolglos bis zur 70928.Stelle gerechnet.
Von den 900 dreistelligen Zahlen
sind 90 von Hause aus vereits palindromisch. 735 werden es nach 1-5
Umstellungen. Die restlichen 75 lassen sich in einige wenige Klassen einordnen,
deren Elemente nach ein oder zwei Umstellungen alle dieselbe zahl ergeben und
sich deshalb nicht wesentlich unterscheiden. Eine dieser Klassen:
187-286-385-583-682-781-869-880-968, die alle nach 1-2 Umstellungen zu 1837
werden und schließlich nach 23 weiteren Umstellungen zu 8.813.200.023.188
werden.
Unter den ersten 100.000 Zahlen fand man 5996 Zahlen, die keine
Palindrome ergaben. Die Wahrscheinlichkeit, daß eine zufällig ausgewählte Zahl
Ziffern hat, die, wenn man sie mit der entpsrechenden Ziffer der Kehrzahl paart,
sich höchstens zu Neun summieren, nimmt klarerweise mit der Länge der Zahl ab.
Also ist es plausibel anzunehmen, daß, je größer die Zahlen werden, desto
kleiner die Wahrscheinlichkeit wird, daß schließlich ein Palindrom entsteht.
Im Dualsystem ist es gewiß nicht wahr, daß jede Zahl schließlich zu einem
Palindrom führt. 10110 wird z.B. niemals palindromisch.
205
Jede natürliche Zahl > 205 läßt sich als Summe
unterschiedlicher Primzahlen der Form 6n+1 darstellen.
210
Primordial (7)=2*3*5*7.
Dreieckszahl und
Fünfeckszahl. Die nächste Zahl dieser Eigenschaft ist 40755.
212 Siedetemperatur in Fahrenheit.
216
216=6³ ist ein Kubus, der zugleich Summe dreier Kuben
ist: =3³+4³+5³. Der nächste Kubus mit dieser Eigenschaft ist 9³=1³+6³+8³.
216 ist die magische Konstante des kleinstmöglichen multiplikativen
Quadrates.
219
219 Bewegungsgruppen im Raum, die den siebzehn
grundlegenden Tapetenmustern im Zweidimensionalen entsprechen. Die 219
Bewegungsgruppen legen die Formen fest, die mineralische Kristalle annehmen
können.
220
Befreundete Zahlen:
220-284 sind das
kleinste Paar befreundeter Zahlen. Jede dieser Zahlen ist gleich der Summe der
eigentichen Teiler der anderen Zahl: 220=2²*5*11. Die eigentlichen Teiler von
220 sind 1, 2, 4, 5, 10, 11, 20, 22, 44, 55 und 110, was zusammen 284 ergibt.
284=2²*7!. Die eigentlichen Teiler sind 1, 2, 4, 71 und 142, was zusammen
220 ergibt.
Man suche eine Zahl n größer als Eins, die eingesetzt in die
nächsten drei Ausdrücke Primzahlen ergibt: a=3*2n-1 b=3*2n
-1-1 c=9*2(2^n) -1
Dann bilden die Zahlen 2n*a*b und 2n*c
ein Paar befreundeter Zahlen. Die kleinere ist stets eine Tetraederzahl.
Die
kleinste vollkommene Zahl ist 6 (1*2*3), die kleinste mehrfach-vollkommene ist
120 (4*5*6), die Summe von 220 und 284=504=7*8*9.
Die obige Regel
(Thabits-Regel) ist nur eine von mehreren Methoden, befreundete Zahlen
herauszufinden, und beschreibt nicht alle befreundete Zahlen.
Das zweite
Paar ist 17296-18416. In Thabits Formel steht das für n=4.
Das dritte Paar
für n=7 lautet: 9363584-9437056.
Euler fand mehr als 60 Sätze über
befreundete Zahlen. Heute sind mehr als 1000 Paare bekannt. Die größten Paare
lauten:
34*5*11*528119*29*89(2*1291*528119-1)
und
34*5*11*528119*(2³*3³*5²*1291*528119-1).
Schreibt man die Zahlen aus, hat jede 152 Stellen. Die größere Zahl muß eine
definierte Zahl sein. Beide Partner dürfen bei gerade-gerade Paaren nicht durch
drei teilbar sein. Bisher waren alle Paare gerade-gerade oder ungerade-ungerade.
Es gibt aber keinen Beweis, daß es keine gerade-ungerade Paare gibt. Die Summe
jeden gerade-befreundeten Paares ist durch neun teilbar.
240
Keine Zahl unter 1Mio. kann mehr als 240 Teiler
besitzen. Es gibt 5 Zahlen, die diesen Rekord
schaffen:
720720-831600-942480-982800-997920.
243
243=35. Deshalb im Ternärsystem 100.000.
251
Die kleinste Zahl, die sich auf zwei verschiedene Weise
als Summe dreier verschiedener Kuben schreiben
läßt:
251=1³+++5³+5³=2³+3³+6³.
256
Im Hexadezimalsystem 100, im Dualsystem 1 000 000.
257
44+1=Primzahl. Die einzigen bekannten
Primzahlen der Form nn+1 sind n=1, 2 und 4.
Fermatsche
Zahlen:
257 ist die 3.Fermatsche Zahl, da gilt: 257=22 ^ 3
+1.
Es sind Zahlen der Form 22 ^ n +1. Fermat behauptete,
daß diese Zahlen prim seien. Das stimmt nicht. Die ersten vier Zahlen allerdings
sind prim: F0=21+1=3; F1=2²+1=5;
F2=24+1=17; F3=28+1=257. Auch
F4 ist prim: 216+1=65537. Die Zahlen wachsen extrem
schnell, schneller als alle Folgen, die Mathematiker jemals zuvor betrachteten.
Es war die einzige Gelegenheit, bei der Fermat nachweislich unrecht hatte.
Euler zeigt, daß F5 zusammengesetzt ist: 2³²+1=4 294 967 297 = 641*6
700 417.
Alle Teiler von Fermatschen Zahlen Fn haben die Form
k*2n + 1+1.
F6 ist ein Produkt zweier Primzahlen: 274
177 und 67 280 421 310 721.
Außerdem ist F12 durch 114 689 =
7*214+1 teilbar.
Fn ist nur dann prim, wenn
Fn die Zahl 3 1/ 2 * (Fn - 1) +1 teilt.
Man kennt
sogar einen Faktor des Giganten F1945. F5-F19
sind alle zusammengesetzt, wie man heute weiß. Vollständig in Faktoren zerlegt
wurden aber nur F5-F8. Die meisten Fermatischen Zahlen
scheinen zusammengesetzt zu sein. Alle Fermatschen Zahlen sind relativ prim
zueinander, ein weiterer Beweis, daß es unendlich viele Primzahlen gibt.
Gauß bewies: ein reguläres Polygon, dessen Seitenzahl prim ist, läßt sich
nur dann mit Zirkel und Lineal konstruieren, wenn die Seitenzahl eine
Fermatische Primzahl ist. Man kann also das reguläre 257-Eck so
konstruieren.
265
Subfakultät (6).
276
Aliquot-Folgen:
Eine Aliquot-Folge besteht
darin, daß die Teiler eines Gliedes (unter Ausschluß des Gliedes selbst) gerade
das nächste Glied ergeben. Diese Kette kann zu ihrem Anfang zurückkehren.
Aliquot-Folgen nehmen im Durchschnitt unbegrenzt zu, möglicherweise alle,
die mit einer geraden Zahl beginnen. Andere führen auf eine gesellige Kette, die
sich in alle Ewigkeit wiederholt. Alle bekannten geselligen Folgen sind
tatsächlich Endstücke von Aliquot-Folgen. Viele enden mit dem Paar befreundeter
Zahlen 1184 und 1210.
Es gibt Ketten mit mehr als 5000 Glieder.
276 ist
die kleinste Zahl, von der man nicht weiß, wohin sie führt. Nach 469 Schritten
erreicht man bis jetzt eine 45stellige Zahl.
284
Mit 220 das erste Paar befreundeter Zahlen.
297
Kaprekar-Zahlen:
297 ist die
5.Kaprekar-Zahl. Quadriert man eine n-stellige Kaprekar-Zahl und addiert man die
letztten n Stellen zu den ersten n oder n-1 Stellen, ergibt sich die
Ausgangszahl:
297²=88209 ; und 209+88=297.
Die Folge lautet anfangs:
1-9-45-55-297-703-2223-2728-7272-7777...
Es gilt: 1+9=10; 45+55=100 usw.
142857 ist eine Kaprekar-Zahl, 1 111 111 111 ist die kleinste zehnstellige
Kaprekar-Zahl, ihr Quadrat ist 12 345 678 900 987 654 321.
Quadriert man
eine Kaprekar-Zahl, nachdem man sie zyklisch permutiert hat und addiert die
"Hälften" der entstehenden Zahl, so ist das Resultat eine zyklische Permutation
der Ausganszahl. z.B. 972 (von 297): 972²=944 784; 784+944 = 1728.
Die
Addition der Hälften kann man dadurch vervollständigen, daß man die 1 zu 728
addiert. Das Ergebnis ist wieder 729, eine zyklische Permutation von 297.
Auch 7272 ist eine Kaprekar-Zahl, deren einzige zyklische Permutation 2727
lautet.
2727²=7 436 529; 783+6529=7272.
297 ist auch eine
Kaprekar-Triade, weil 297³=026 198 073 ist und 026+198+073=297 ist.
Kaprekar-Zahlen hängen mit den Repunit-Zahlen zusammen. Wenn die n-stellige
Zahl X eine Kaprekar-Zahl ist, stellt die Zahl X²-X ein Vielfaches der
n-stelligen Repunitzahl 10n-1 dar.
325
Das kleinste Quadrat, die sich auf dreierlei Weisen als
Summe zweier Quadrate schreiben läßt: 1²+18²=6²+17² und 10²+15².
353
3534 ist die kleinste vierte Potenz, die
sich als Summe von vier anderen vierten Potenzen darstellen läßt:
304+1204+2724+3154.
360
Grade im Vollkreis.
365,2422
Der Kalender:
Ungefähr die Zahl der
Tage im Jahr. Entspricht 365 Tagen, 5 Stunden, 48 Minuten und 46,08 Sekunden.
Das ist die Umlaufzeit der Sonne um die Erde. Die Zeit zwischen den Mondphasen
dauert 29 Tage, 12 Stunden, 44 Minuten und 2,8 Sekunden (29,530588 Tage).
Es
ist Zufall, daß die Tageszahl des Jahres so nahe bei 360 liegt, welche wiederrum
so nach beim zwölffachen der Mondperiode liegt.
Um diese Zahlen zu
erreichen, fügt man im Julianischen Kalender alle 4 Jahre ein Tag hinzu, den 29.
Februar. Somit ist das Julianische Jahr 365,25 Tage lang. Alle 128 entsteht ein
Fehltag.
Der Gregorianische Kalender besagt: Alle Jahre, deren Jahreszahl
durch 100 teilbar ist, sind gewöhnliche Jahre, außer die Jahrezahl ist
zusätzlich durch 400 teilbar. Dann bleibt es ein Schaltjahr. Alle 3333 Jahre
entsteht ein Fehltag.
In Rußland ist ein noch genauerer Kalender üblich.
Dort sind alle Jahre gewöhnlich bis auf die, deren Jahreszahl bei Division durch
neun den Rest zwei oder sechs ergeben. Erst alle 45.000 Jahre entsteht ein
Fehltag.
Wir können anhand des Datums sagen, wie die Position der Sonne ist,
nicht aber die des Mondes. Moslemische Kalender gehen vom Mond aus. Er hat 12
Monate, die abwechselnd 29 und 30 Tage haben. In Schaltjahren hat der letzte
Monat einen zusätzlichen Tag. Das gewöhnliche Jahr hat bloß 355 Tage, weshalb
das Neujahrsfest immer im Gregorianischen Kalender wandert und umgekehrt.
Das jüdische Jahr ist eine Kombination beider Kalender. Das gewöhnliche Jahr
ist ein Mondjahr von 355 Tagen. Summiert sich der so begangene Fehler zu einem
vollen Monat, wird ein dreizehnter Monat eingeschaltet. Dadurch wird er zum
kompliziertesten Kalender.
Die Schwierigkeiten werden sichtbar, wenn man
sieht, wie das Osterdatum, das von der Position des Mondes abhängt, im Jahr
umherwandert. Das jüdische Passahfest ist noch schwieriger zu berechnen.
370
Die Summe der Kuben seiner Ziffern (wie 153 und
371).
400
400²=20²=7°+71+7²+7³. Die Summe der Teiler
von 7³ ist eine Quadratzahl. Auch die Summe der Teiler von 400 ergibt eine
Quadratzahl: 961=31².
400 ist gleich dem Produkt der echten Teiler von
20.
407
407=4³+0³+7³.
484
484=22². Eine palindromische Quadratzahl, die Quadrat
eines Palindroms ist.
495
Man nehme eine dreistellige Zahl, deren Ziffern nicht
übereinstimmen, ordne die Ziffern einmal in ansteigender und einmal in
absteigender Folge. Dann subtrahiere man sie. Dies wiederholt man. Das ist der
Kaprekar-Prozeß. Alle dreistelligen Zahlen enden schließlich mit 495.
Dort bleibt er stehen, denn 954-459 = 495.
496
Die 3.vollkommene
Zahl=16*31=24(25-1).
1+2+4+8+16+31+62+124+248=496. Die
Zahlen, die um eins größer als eine gerade oder um zwei kleiner sind als eine
ungerade Dreieckszahl, deren Index eine Primzahl ist, sind sehr oft Primzahlen.
Das erste Gegenbeispiel ist die 31. Dreieckszahl=496. 31 ist prim, 497 ist aber
durch 7 teilbar.
504
Sowohl 12*42 als auch 21*24. Es gibt 13 solche
zweiziffrigen Paare, das größte ist 36*84 und 63*48=3024.
512
29. Im Dualsystem 1 000 000 000, im
Oktalsystem 1000.
561
Die kleinste Carmichael-Zahl=3*11*17, auch
"absolute Pseudoprimzahl" genannt, was bedeutet, daß diese Zahl bezüglich jeder
Basis eine Pseudoprimzahl ist. Das heißt, daß a561-1 durch 561
teilbar ist, gleichgültig, welchen Wert a besitzt.
Jede Carmichael-Zahl läßt
sich als Produkt von mind. 3 ungeraden Primzahlen darstellen. n ist nur dann
eine Carmichael-Zahl, wenn n sich als Produkt von mind. 3 ungeraden Primzahlen
darstellen läßt und wenn für jeden dieser Faktoren die Zahl n-1 durch pi
-1 teilbar ist.
Sie sind selten, doch es wird ohne Beweis angenommen,
daß es unendlich viele gibt.
563
(p-1)!+1 ist nur dann durch p teilbar, wenn p eine
Primzahl ist (Wilson). Ganz selten liegt sogar eine Teilbarkeit durch p² vor.
Die solchen einzigen Zahlen unter 200183 sind 5, 13 und 563.
567
567²=321489. Jede Ziffer 1-9 kommt genau einmal vor.
Die zweite Zahl, die diese Eigenschaft hat, ist 854.
587
Damit beginnt eine Folge von 11 Primzahlen, die man
alle durch Verdreifachung und anschließende Addition von 16 erhält:
587 -
1777 - 5347 - 16 057 - 48 187 - 144 577 - 433 747 - 1 301 257
- 3 903 787 -
11 711 377 - 35 134 147.
625
=54. 625² endet immer mit 625, damit enden
auch alle Potenzen von 625 mit 625.
54=
24+24+34+44+44; die
kleinste vierte Potenz, die sich als Summe von vier anderen vierten Potenzen
darstellen läßt.
666
Die 36. Dreieckszahl (1/2*36*37) und die Kennzahl des
Satans in der Offenbarung: "Sie beträgt 600 plus drei mal zwanzig plus sechs."
Okultisten haben vielerlei Tricks angewandt, die Kennzahl in den Namen ihrer
politischen und theologischen Feinde zu finden.
Bungus, der ein Lexikon über
numerologische Symbole schrieb, schaffte es, aus Luther 666 zu machen: Nach
einem alten System werden A-I mit 1-9 gezählt, K-S mit 10-90 und T-Z mit
100-500. Der Name Luthers wurde in der halb lateinischen, halb deutschen Form
Martin Luthera genommen. Mit solchen Tricks läßt sich fast alles erreichen.
In römischen Ziffern kommt jede Ziffer einmal vor: DCLXVI.
672
Die zweite dreifach-vollkommene Zahl nach 120:
25*3*7. Die Summe ihrer Teiler ist 3*672=2016.
679
Die kleinste Zahl, deren multiplikative Beharrlichkeit
gleich fünf ist.
Das Produkt der Ziffern ist 378. Wiederholt man dies,
erhält man folgende insgesamt fünfgliedrige Kette: 168, 48, 32, 6.
714 und 715
Es gilt: 714*715 = 510510 = 2*3*5*7*11*13*17 =
primorial (17), also das Produkt aller Primzahlen kleiner gleich 17. Im Bereich
bis 3049 lassen sich nur die Zahlen Primorial 1, 2, 3, 4 und 7 als Produkte von
aufeinanderfolgenden Zahlen schreiben.
σ(714), die Summe der Teiler unter
Einschluß der Zahl selbst, ist eine Kubikzahl und das Verhältnis σ(714)/φ(714)
ergibt eine Quadratzahl.
Außerdem ist 714+715 = 1429; sechs Anordnungen
seiner Ziffern ergeben Primzahlen.
720
Läßt sich auf zwei verschiedene Arten als Produkt
unmittelbar aufeinanderfolgender Zahlen darstellen: 10*9*8=6*5*4*3*2.
729
1/729 hat eine Nachkommeperiode von der Länge 81. Deren
Ziffern lassen sich in Gruppen zu neun zahlen zeilenweise anordnen. Das sieht so
aus:
001 | 371 | 742 |
112 | 482 | 853 |
223 | 593 | 964 |
334 | 705 | 075 |
445 | 816 | 186 |
556 | 927 | 297 |
668 | 638 | 408 |
779 | 149 | 519 |
890 | 260 | 631 |
780
Mit 990 das zweitkleinste Paar von Dreieckszahlen,
deren Summe und Differenz wieder Dreieckszahlen sind: 1770 und 210.
836
Fast alle Zahlen, deren Quadrate palindromisch sind,
scheinen eine ungerade Stellenzahl zu besitzen. 836 ist die kleinste Zahl, dern
Quadrat eine ungerade Stellenzahl hat und palindromisch ist.: 698896.
840
840=2³*3*5*7.
Unter 1000 die Zahl mit den meisten
Teilern: 32.
854
854²=729316. Alle Ziffern treten einmal auf.
880
Es gibt 880 magische Quadrate der Ordnung vier,
vorausgesetzt, man zählt Quadrate, die durch Spiegelung und Drehung ineinander
übergehen, nur einmal.
945
Die erste ungerade abundante Zahl, sie ist
semivollkommen. Die Summe der Teiler beläuft sich auf 975. 945=3³*5*7. Ungerade
abundante Zahlen sind selten. Im Bereich bis 10.000 gibt es nur 23 Stück.
981
Es gibt bis jetzt nur 5 Zahlentripel mit der
Eigenschaft, daß ihre Summe und Produkte alle übereinstimmen: 6-480-495;
11-160-810; 12-144-825; 20-81-880; 33-48-900.
Die Summe dieser Tripel ist
immer 981, das Produkt 1425600.
999
Kleinste Summe von gesamtstelligen dreiziffrigen
Primzahlen: 149+263+587. Gesamtstellig bedeutet, daß alle Ziffern
zwischen 1-9 einmal auftreten.
999²=998001, 998+001=999. Wie alle Zahlen aus
9ern ist 999 eine Kaprekar-Zahl.
Jedes Vielfache von 999 läßt sich so in
dreiziffrige Gruppen einteilen, daß sich als deren Summe 999 ergibt. Dasselbe
gilt für Vielfache von 9, 99, 9999 usw.
999=27*37, weshalb 1/27 =
0,037037037...und 1/37 = 0,027027027... ist.
1000
10³ in jedem Zahldarstellsystem
1001
1001=7*11*13. Die Grundlage für einen
Teilbarkeitstest, mit dem man die Teilbarkeit durch alle diese drei Zahlen auf
einmal testen kann. Man teile die zu testende Zahl, bei den Einern beginnend, in
dreiziffrige Gruppen ein. Große Zahlen werden meist schon so geschrieben.
Dann addiert man die Gruppen, die sich an ungeraden Stellen befinden, und
zieht von dieser Summe die Gesamtsumme der Gruppen an geraden Stellen ab. Die
Ausgangszahl ist dann durch Siebe, elf oder dreizehn teilbar, wenn dies das
Resultat der oben geschilderten Rechnung ist.
z.B. 68 925 857:
68+857-925=0.
1024
210. Die kleinste Zahl mit 10 Primfaktoren.
Bei Speicherkapazitäten als Vorsilbe "Kilo.." bezeichnet, auch wenn es wörtlich
1000 bedeutet.
1089
1089*9=9801.
Dieselbe Eigenschaft besitzen 10989,
109989 usw.
1/1089 = 000918 273 645 546 637 281 9100091....
Liest man
eine dreistellige Zahl von hinten, zieht das Resultat von der Ausgangszahl ab
und addiert man dann hierzu die Kehrzahl der Ausgangszahl, lautet das Ergebnis
immer 1089:
623-326 = 297; 297+972=1089
Man beachte die mittlere Ziffer
neun und die Tatsache, daß 1089=999*90 ist.
Die einzige andere Zahl mit bis
zu vier Stellen, deren Kehrzahl ein Vielfaches ihrer selbst ist, ist 2178 =
2*1089. Es sind beides Beispiele für nicht ernstzunehmende Mathematik nach G.H.
Hardy.
1089=33²=65²-56². Das ist das einzige Beispiel dieser Art mit
zweiziffrigen Zahlen.
1111
=56²-45²
nach dem Vorbild 11=6²-5². Dieses Muster
setzt sich fort:
111 111=556²-445²...
Ähnlich gilt: 7²-4²=33;
67²-34²=3333 usw. Oder auch 8²-3²=55; 78²-23²=5555 usw.
1141
11416=
746+2346+4026+4746+7026+8946+10776.
Die kleinste bekannte Zahl, die eine sechste Potenz ist und die sich als
Summe von sieben sechsten Potenzen darstellen läßt.
1184
Bildet mit 1210 das zweitkleinste Paar befreundeter
Zahlen.
1225
1225=35²=1/2*49*50.
Die zweite Zahl, die Dreiecks-
und Quadratzahl ist. Die nächsten sind 204" und 1189".
1233
1233=12²+33².
Ein anderes Beispiel:
8833=88²+33².
1444
=38².
Die kleinste Quadratzahl, die auf 444 endet.
Die nächste ist 462"=213444. 1444 ist die vierte Quadratzahl, deren Ziffern sich
zu zwei anderen Quadratzahlen umordnen lassen: 144, 4.
1540
Eine der fünf Zahlen, die sowohl Dreiecks- und
Tetraederzahlen sind.
1634
=14+64+34+44.
1728
=12³.
Im Duodezimalsystem 1000.
1729
Die kleinste Zahl, die sich auf zwei verschiedene
Weisen als Summe zweier Kuben ausdrücken läßt: 1729=12³+1³=10³+9³.
1729 ist
eine Harshad-Zahl, also durch die Summe ihrer Ziffern teilbar. Sie ist
auch die 3.Carmicahel-Zahl.
1854
Subfakultät (7) oder !7.
1980
1980-0891=1089. Es gibt fünf Arten, wie man aus der
Subtraktion einer vierstelligen Zahl un dihrer Kehrzahl eine Umordnung der
Ziffern der ursprünglichen Zahl erhalten kann:
5832-3285=2538;
3870-0783=3087; 2961-1692=1269; 9108-8019=1089.
2025
2025=45² und 20+25=45. Also eine Kaprekar-Zahl.
Vergrößert man jede Ziffer um eins, wird daraus 3136. Auch diese ist eine
Quadratzahl: 56².
Ein Paar von zusammenpassenden zweiziffrigen Quadratzahlen
ist 25 und 36.
2178
Das Vierfache ist 8712, was genau die Kehrzahl ist.
Diese Eigenschaft haben auch 21978, 219978 usw.
2178 ist eine gegenüber
ziffernoperationen vierter Stufe invariante Zahl:
24+14+74+84=6514 und
64+54+14+44=2178.
2187
37=10.000.000 im Ternärsystem.
2201
Kleinste nichtpalindromische Kubikwurzel aus einer
palindromischen Zahl:
2201³ = 10 662 526 601.
2240
Anzahl Pfunde in der englischen Tonne oder
amerikanischen langen Tonne: 1Tonne = 2240 Pfund = 160 Stounes = 80 Quarters =
20 Hundredweight.
2310
Primorial (11): 2*3*5*7*11. 2310 ist die kleinste Zahl
mit fünf verschiedenen Primfaktoren.
2520
=2³*3²*5*7. Damit ist sie die Summe von vier seiner
Teiler auf sechs verschiedenen Arten. Das ist die maximal erreichbare Anzahl.
2520 ist die kleinste Zahl dieser Eigenschaft.
2592
=25*9². Dieses Muster ist einmalig.
2615
2615*11=28765 und 5162*11=56782, das ist die Kehrzahl.
Die Auswahl der Zahl 2615 ist sehr willkürlich. Dieser Mechanismus funktioniert
nämlich immer dann, wenn die benachbarten Ziffern einer Zahl sich nicht zu mehr
als neun addierenf. Dabei muß man alle Paare benachbarter Zahlen
berücksichtigen, z.B. 2 363 511 509, ein Gegenbeispiel ist: 45 173.
3003
Die kleinste Zahl, die achtmal im Pascalschen Dreieck
auftritt.
Es gibt keine weitere Zahl < 2²³ dieser Eigenschaft.
3334
3334²=11115556 in Analogie zu 4²=16, 34²=1156,
324²=111556 usw.
Geht man zur dritten Potenz, findet man: 3334³=037 059 263
704, wobei die Summe der drei vierstelligen Zahlen 0370+5926+3704= 10.000
ist.
3367
Läßt sich mit dem zweistelligen Multiplikator xy
malnehmen, indem man xyxyxy durch drei dividiert. Funktioniert, weil
3367=10101/3 ist.
3435
=3³+44+3³+55.
3600
Sekunden in der Stunde, Sekunden im Grad, Minuten im
Vollkreis.
4096
212=84=16³. Im Dualsystem 1 000
000 000 000, im Oktalsystem 10 000, im Hexadezimalsystem 1000.
4900
Einzige Quadratische Pyramidenzahl, die zugleich
Quadratzahl ist: 70²=1²+2²+3²+4²+...+24².
5040
7!=1*2*3*4*5*6*7.
Beim Glockenläuten enthält eine
komplette folge von Stedman-Tripeln 7! Änderungen und braucht 3-4 Stunden.
5913
=1!+2!+3!+4!+5!+6!+7!
6174
Kaprekar-Verfahren:
6174 ist, sieht man von
Zahlen ab, deren Ziffern alle gleich sind, die Kaprekar-Konstante, d.h. 6174 ist
die Zahl, die sich ergibt, wenn man das Kaprekar-Verfahren auf eine vierstellige
Zahl anwendet.
Man nehme daz eine 4stellige Ziffer ungleich 6174, ordne die
Zifer einmal absteigend und aufsteigen und bilde die Differenz. Das wiederhole
man, bis man schließlich auf 6174 kommt.
Ab da wiederholt sich die Rechnung
da 6174=7641-1467 ist.
Es ist eine Harshad-Zahl, denn sie ist durch die Summe
ihrer Ziffern teilbar.
6666
6666²=44435556. Die beiden Hälften 4443+5556 ergeben
9999.
Dieses Muster ergibt sich aus allen Zahlen aus Sechsen.
3333²=11108889; 1110+8889=9999 und 7777²60481729, wobei 6048+1729=7777 ergibt,
weswegen 7777 eine Kaprekar-Zahl ist.
Allgemein: Wird eine Zahl mit einer
Zahl multipliziert, die aus n gleichen Ziffern besteht, ergibt sich als Summe
der ersten n linken und der restlichen rechten Hälfte des Produktes wieder eine
Zahl, deren Ziffern alle gleich sind (wenn das Produkt eine gerade Stellenanzahl
hat).
6667
6667²=44448889 und 44448889*3=133346667. Die vier
Endziffern dieser Zahl stimmen mit der Anfangszahl überein. 6667 ist also
dreifach-automorph.
Zu jeder gegebenen Stellenzahl lassen sich
dreifach-automorphe Zahlen finden, z.B. 9792 und 6875 bei vierstelligen Zahlen.
Zehnstellige dreifach-automorphe Zahlen sind z.B. 6 666 666 667, 262 369 792
und 9 404 296 875.
Jede beliebige Zahl, gleich wie viele Stellen hat, ergibt
ein Muster, wenn man eine genügend große Anzahl von Dreien, Sechsen oder Neunen
vor sie schreibt.
6729
Das Doppelte ist 13458. Jede Ziffer kommt einmal
vor.
6999
Addiert man sie mit ihrer Kehrzahl und wiederholt man
dies, braucht man 20 Schritte, um zu einer Palindromzahl zu gelangen. Das
Ergebnis ist die längste Palindromzahl, die man für eine Ausganszahl kleiner als
10.000 erhält.
7744
7744=88².
Die einzige Quadratzahl, die ein
derartiges Muster zeigt.
8000
=20³.
Summe von vier aufeinanderfolgenden Kuben:
11³+12³+13³+14³.
8128
26(27-1), die vierte vollkommene
Zahl.
8191
=1+90+90²=1+2+2²+2³+...*212.
8191=213-1 ist eine
Mersennesche Primzahl. Der Index 13 ist ebenfalls prim. Man hat vermutet, daß
solche Mersennesche Zahlen, deren Index prim ist, selbst prim sind. Dann hätte
man eine Formel, die einem unendlich viele Primzahlen liefern würde. Die Zahlen
wachsen aber darin ungeheuer. Die Vermutung ist aber falsch: 28191-1
ist zusammengesetzt.
8208
=84+24+04+84.
8712
Vielfaches ihrer Kehrzahl 2178 (siehe 153, aufgenommen
in Hardys Sammlung nicht ernstzunehmender mathematischer Sätze).
9642
Multipliziert mit 87531 erhält man das größte Produkt
zweier Zahlen, das alle Ziffern eins und neun genau einmal verwendet = 843 973
902.
9801
9801=99² und 98+1=99, also eine Kaprekar-Zahl.
9999
9999²=99980001. Die beiden Kaprekar-Hälften 9998 und
0001 addieren sich zu 9999.
9999³=9997 0002 9999, die drei Drittel summieren
sich zu 2*9999.
10989
10989*9=98901 (Kehrzahl)
11593
Das erste Glied einer Folge von 9
aufeinanderfolgenden Primzahlen der Form 4n+1.
12285
Mit 14595 das kleinste Paar befreundeter ungerader
Zahlen.
12496
Gesellige Zahlen:
12496 ist die erste Zahl
in einer Kette von 5 geselligen Zahlen. Die Summe der Teiler jeder Zahl (unter
Ausschluß der Zahl selbst) ergibt die nachfolgende Zahl. Wobei die sich Teiler
der letzten Zahl zur ersten Zahl summieren:
12496-41288-15472-14536-14264(-12496).
Mit der Zahl 14316 beginnt eine Kette
mit 28 Gliedern. Diese beiden waren die einzigen Beispiele, bis Cohen 1969 mit
einem Computer in den ersten 60 Mio. Zahlen 7 neue Ketten mit je 4 Gliedern
fand. In letzter wurden noch mehr gefunden, aber noch keine dreigliedrige. Es
ist nicht sicher, ob sie überhaupt existent sind.
12758
Die größte Zahl, die sich nicht als Summe
unterschiedlicher Kuben darstellen läßt.
14316
Anfangsglied von 28 geselligen Zahlen. Beginnt man
von oben links und liest von dort nach unten, summieren sich die echten Teiler
jeder Zahl zu der ihr nachfolgenden Zahl, wobei die letzte Zahl wieder zurück
zur Anfangszahl führt:
14316 | 629072 | 97946 |
19116 | 589786 | 48976 |
31704 | 294896 | 45946 |
47616 | 358336 | 22976 |
83328 | 418904 | 22744 |
177792 | 366556 | 19916 |
295488 | 274924 | 17716 |
(14316) |
17296
Mit 18416 das zweite befreundeter Zahlen, das
entdeckt wurde.
19600
Eine der zwei Zahlen, die Quadrat- und
Tetraederzahlen sind, die andere ist 4.
19699=144²=1+3+6+10+15...+1176.
20161
Alle Zahlen >20161 lassen sich als Summe von zwei
abundanten Zahlen schreiben.
20736
124, deshalb im Duodezimalsystem 10000.
26861
Primzahlen der Form 4n+1 und 4n+3:
Im
Bereich bis 26861 gibt es von beiden Formen gleich viele. 26861 selbst ist eine
Primzahl der Form 4n+1. Alle Primzahlen >2 sind von diesen beiden Formen. Von
den ersten zwanzig Primzahlen sind 11 von der Form 4n+3. Dieses Übergewicht
setzt sich fort bis 26849, wo Gleichheit eintritt. 26861 verändert das
Verhältnis erstmals zugunsten der Form 4n+1, doch nur kurz: 26863 und 26979 sind
wieder 4n+3-Primzahlen. Es gibt unendlich viele Stellen, an denen die beiden
Folgen sich hinsichtlich der Mehrheit einander abwechseln.
27594
Läßt sich auf zwei bemerkenswerten Weisen als Produkt
schreiben:
73*9*42=7*3942.
40311
Beginn der längsten bekannten Folge von Zahlen, deren
Teiler übereinstimmen: 40311-40312-40313-40314-40315.
40320
8!
40585
Gleich der Summe der Fakultäten ihrer Ziffern=
4!+0!+5!+8!+5!
40755
Nach der Eins die erste Zahl, die Dreiecks-,
Fünfecks- und Sechseckszahl ist.
45045
=5*7*3²*11*13. Die erste ungerade abundante Zahl, die
von Bovillus entdeckt wurde.
50625
154=44+64+84+94+144.
Das
kleinste Bsp. für eine vierte Potenz, die sich als Summe von nur 5 anderen
vierten Potenzen schreiben läßt.
54748
Gleich der Summe der fünften Potenzen ihrer
Ziffern.
65536
=216. Ein 64KB-Speicher hat soviele
Bytes.
65537
22^ 4+1.
Die vierte Fermatsche Zahl und
die größte bekannte Fermatsche Primzahl. mit 384 quadratischen Gleichungen läßt
sich das reguläre 65537-Eck mit Zirkel und Lineal konstruieren.
99954
Das Kaprekar-Verfahren führt, wenn man es auf
vierstellige Zahlen anwendet, deren Ziffern nicht alle übereinstimmen, in einen
von drei Zyklen: 99954-95553; 98532-97443-96642 und 98622-97533-96543-97641.
142857
Zyklische Zahlen:
Bei
Unterhaltungsmathematikern besonders beliebt: Als Periode der
Dezimalbruchentwicklung von 1/7: 0,142857 142857...
Der erste Dezimalbruch,
der eine Periode maximaler Länge besitzt, also die Periodenlänge um eines
kleiner als die Zahl selbst.
Multipliziert man 142857 mit einer Zahl zw.
1-6, ergibt sich eine zyklische Permutation:
142857*1= 142857
142857*2=
285714
142857*3= 428571
142857*4= 571428
142857*5= 714285
142857*6= 857142
Die Folge liefert ein verblüffendes Muster, wenn man
die Ziffern auf einer Kreislinie anordnet. (=> 13.)
Multipliziert man mit
größeren Zahlen, ergibt sich das gleiche Muster mit geringen Abwandlungen (z.B.
ist 12*142857=1714284, was zu 714285 wird, wenn man die 1 am Anfang zur 4 am
Schluß addiert).
Ein anderes Bsp. ist die Quadrierung von 142857 = 20 408
122 449. Zerlegt man diese Zahl von rechts in 2 Gruppen zu 6 Ziffern und addiert
diese, erhält man 122 449+020408=142857!
Deshalb ist 142857 eine
Kaprekar-Zahl. Es gibt nur eine Ausnahme von der o.a. Gesetzmäßigkeit: die
Multiplikation mit 7 oder einem Vielfachen davon: 142857*7=999999. Diese
Eigenschaft haben alle Perioden von periodischen Dezimalbrüchen. Multipliziert
man die Periode von 1/n mit der Zahl n, besitzt das Resultat so viele Neunen,
wie die Zahl n angibt.
Symmetrisch dazu gilt: 1/142857 =
0,000007000007000007...
Wenn man 142857 in zwei Hälften spaltet und diese
addiert, erhält man 999.
Jede Zahl aber, deren Ziffern sich zu 999
summieren, wenn man diese vom Einerende an zu Dreiergruppen zusammenfaßt, ein
Vielfaches von 999. Deshalb ist 142857 ein Vielfaches von 999: 143*999=142857.
Wenn aber 7*142 857=999 999=7*999*143,
dann gilt: 7*143=1001 und 142 857
143*7 = 1 000 000 001. Das ist die Grundlage eines Rechentricks: Will man eine
beliebige neunstellige Zahl mit 142 857 143 multiplizieren, stellt man sich
diese Zahl zweimal hintereinander vor und teilt dann durch sieben.
Die
Antwort wird noch eindrucksvoller, weil man sie von links beginnend
niederschreiben kann, sobald man die ersten Ziffern der zu multiplizierenden
Zahl kennt. Bsp: aus 577 831 345 wird 577 831 345 577 831 345. Die Division
durch 7 ergibt: 8 254 733 582 547 335.
Die beiden Hälften von 1/7 besitzen
eine andere schöne Eigenschaft: Teilt man 857 durch 142, ist der Quotient gleich
6 (=7-1) un der Rest ist 5 (=7-2): 857=142*6+5.
Stellen wir uns vor, die
Ziffern der Ausgangszahl seien in Paaren zusammengefasst, addieren sie sich zu
99: 14+28+57=99.
Da die Periodenlänge sechs beträgt, können wir die Ziffern
auch in Dreiergruppen fassen. Wie auch immer die Länge der Periode ist, die
Ziffern lassen sich stets in Einergruppen einordnen. Im vorliegenden Fall
stellen wird fest, daß 142857 durch 9 teilbar ist: 1+4+2+8+5+7=27 und 2+7=9.
Addiert man die diametral auf dem Kreis angeordneten Zahlen, ergibt sich
auch immer neun. Diesselbe Symmetrie findet man auf den Ziffern eines
Taschenrechners.
Das Verfahren, Hälften oder Drittel zu addieren,
funktioniert für alle Vielfachen füf 142857, vorausgesetzt, man fürt das
Verfahren so lange fort, bis eine drei- bzw. zweiziffrige Zahl erreicht ist.
142857*361=51 571 377. 51+571+377=999 und
51+57+13+77=198, ergibt 99.
142857*74= 10 571
418. 10+571+418=999 und 10+57+14+18=99.
Ähnliches gilt für
die Perioden anderer Brüche, die maximale Länge besitzen (1/17, 1/19).
Welche 6stellige Zahl wird mit 5 multipliziert, wenn man die Ziffer an der
Einerstelle wegnimmt und vor die Zahl schreibt? Natürlich 142 857 * 5 = 714 285.
Das nennt man Transmultiplikation, man könnte auch die führende Ziffer an
das Ende anhängen oder auch ganze Blöcke verschieben. Als Lösung findet man
immer die Periode derselben Dezimalzahl.
142857 ist durch die Repunit-Zahlen 11 und 1111 teilbar.
148349
Einzige bekannte Zahl, die gleich der Summe der
Subfakultäten ihrer Ziffern ist: !1+!4+!8+!3+!4+!9.
161038
=2*73*1103. Die kleinste gerade Pseudoprimzahl zu
rBasis zwei. Sie sind sehr selten, die nächste ist 251326.
183184
=428², eine Quadratzahl, deren Ziffern zwei
aufeinanderfolgende Zahlen bilden. Es gibt noch zwei weitere sechsstellige
Zahlen dieser Eigenschaft: 528529=727² und 715716=846².
196560
Anzahl Sphären, die in einem 24-dimensionalen
Leech-Gitter eine feste Sphäre berühren. (JAAA!! Ich LIEBE solche Aussagen!)
208135
Größte bekannte Zahl, die Dreiecks- und quadratische
Pyramidenzahl ist. Es ist nicht bekannt, ob es eine größere gibt, noch, ob es
unendlich davon gibt.
248832
=125=
45+55+65+75+95+115.
Die
kleinste fünfte Potenz, die sich als Summe von nur sechs fünften Potenzen
darstellenläßt.
333667
333667*296 = 987 765 432 (Ziffern 2-9 in umgekehrter
Reihenfolge). Anfang einer Gesetzmäßigkeit:
33 336 667 | * | 2996 | = | 99 876 654 332 |
333 336 667 | * | 29996 | = | 99 987 666 543 332 |
333 667 | * | 1 113 | = | 371 371 371 |
333 336 667 | * | 11 133 | = | 371 137 113 711 |
33 333 366 667 | * | 1 111 333 | = | 371 113 711 137 111 |
333 667 | * | 2 223 | = | 741 741 741 |
351120
Die dritte Potenz läßt sich als Summe von drei,
vier, fünf, sechs, sieben und acht Kuben darstellen.
362880
9! = 7! 3! 2!
369119
Summe der Primzahlen, die kleiner als 369119 sind,
beträgt 5 537 154 119. Diese Zahl ist durch 369119 teilbar!
510510
Gleich dem Produkt der ersten sieben Primzahlen:
2*3*5*7*11*13*17, und dem Produkt von vier aufeinanderfolgenden
Fibonacci-Zahlen: 13*21*34*55.
523776
= 29*3*11*31.
Die dritte
dreifach-vollkommene Zahl. Die Summe der Teiler, sich selbst eingeschlossen,
beträgt 3 * 523776.
548834
=56+46+86+86+36+46.
666666
Im pythagoräischen Dreieck der Kantenlängen 693,
1924 und 2045 ist dies der Flächeninhalt.
739397
Größte zweiseitige Primzahl. Welche Ziffer man auch
immer von einem der beiden Enden weggenommen hat, das Übriggebliebene ist eine
Primzahl.
828828
Außer 55, 66 und 666 die einzige palindromische
Dreieckszahl.
1048576
=165= 220.
100 000 im
Hexadezimalsystem.
1 122 659
Eine Cunningham-Kette von Primzahlen ist
eine Folge, in der jedes Glied gleich dem um eins vergrößerten Doppelten des
vorangehenden Gliedes ist. Es gibt drei dieser Ketten mit sieben Gliedern, deren
erstes Glied kleiner als 107 ist. Die Kette mit dem kleinsten
Anfangsglied ist:
1 122 659 - 2 243 319 - 4 490 639 - 8 981 279 - 17 962 559
- 35 925 119 - 71 850 239.
1 175 265
Mit 1 438 983 das erste Paar befreundeter
ungerader Zahlen.
1 234 321
Gleich 1111². Es gilt folgendes Schema:
121 | * | (1+2+1) | = | 22² |
12321 | * | (1+2+3+2+1) | = | 333² |
1234321 | * | (1+2+3+4+3+2+1) | = | 4444² |
1 741 725
=
17+77+47+17+77+27+57.
3 628 000
=10!.
Auch die einzige Fakultät, die sich als
Produkt von anderen Fakultäten darstellen läßt (abgesehen von 1! = 0!*1! oder 2!
= 0!*1!*2! = 1!*2!) => 10! = 6!*7! oder 3!*5!*7!.
4 937 775
Smith-Zahlen:
Eine Smith-Zahl ist eine
zusammengesetzte Zahl, bei der sich ihre Ziffern zur selben Summe aufaddieren
wie die Ziffern ihrer Primfaktorzerlegung unter Ausschluß der Eins.
4 937
775 = 3*5*5*65837. Die Ziffern der Zahl wie auch ihrer Primfaktoren summieren
sich zu 42.
Smith-Zahlen lassen sich aus Repunit-Zahlen, die prim sind,
konstruieren. Rn ist die Repunit-Zahl mit n stellen. Ist
Rn prim, so ist 3304*Rn eine Smith-Zahl. 3304 ist dabei
nur der kleinste Multiplikator, der zum Ziel führt.
12 345 679 * 1 = | 12 345 679 | (es fehlt Ziffer 8) |
12 345 679 * 2 = | 24 691 358 | (es fehlt Ziffer 7) |
12 345 679 * 3 = | 37 037 037 | |
12 345 679 * 4 = | 49 382 716 | (es fehlt Ziffer 5) |
12 345 679 * 5 = | 61 728 395 | (es fehlt Ziffer 4) |
12 345 679 * 6 = | 74 074 074 | |
12 345 679 * 7 = | 86 419 753 | (es fehlt Ziffer 2) |
12 345 679 * 8 = | 98 765 432 | (es fehlt Ziffer 1) |
12 345 679 * 9 = | 111 111 111 |
24 678 050
=28+48+68+78+88+08+58+08.
33 550 336
212(213-1), die fünfte
vollkommene Zahl.
123 456 789
Multipliziert mit 8, ergibt sich 987654312 (die
letzten beiden Ziffern sind vertauscht). Sie bleibt auch gesamtziffrig, wenn man
sie mit 2, 4, 5 oder 7 multipliziert.
Unter Einschluß der Null gibt es z.B.
die 1 098 765 432, die man mit 2, 4, 5 oder 7 multiplizieren kann, ohne daß sie
ihre Gesamtziffrigkeit verliert.
139 854 276
11826².
Die kleinste gesamtziffrige
Quadratzahl.
272 400 600
Die Summe der harmonischen Reihe
1+1/2+1/3+1/4...strebt ungewöhnlich langsam gegen unendlich. Sie braucht 272 400
600 Glieder, um die zwanzig zu überschreiten (von 19,999 999 997 9... zu 20,000
000 0016). Man braucht 1,5*1043 Glieder, um über 100 zu kommen.
275 305 224
Die Anzahl der magischen Quadrate der Ordnung
fünf, ohne Berücksichtigung von Drehungen und Spiegelungen.
0 429 315 678
Diese gesamtziffrige Zahl ist gleich drei
gesamtziffrigen Produkten:
04 926*87 153; 07 923*54 186; 15846*27093.
438 579 088
=
44+33+88+55+77+99+00+88+88.
Die
einzige weitere Zahl dieser Eigenschaft istd 3455.
455 052 511
Anzahl von Primzahlen im Bereich bis
1010.
739 391 133
Im Dezimalsystem die größte Primzahl, bei der
man jeweils die letzte Ziffer wegnehmen kann und es sich immer wieder Primzahlen
ergeben. Die Folge hört mit 739, 73, 7 auf.
932 187 456
Größte gesamtziffrige Quadratzahl unter
Ausschluß der Null. = 30384².
987 654 321
Mit 1, 2, 4, 5 , 7 oder 9 multipliziert ergibt
sich immer eine gesamtziffrige Zahl unter Einschluß der Null. Außerdem ist: 987
654 321 - 123 456 789 = 864 197 532.
1 111 111 111
Die kleinste 10stellige Kaprekar-Zahl. Das
Quadrat: 1 234 567 900 987 654 321.
1 234 567 891
Eine der drei bekannten Primzahlen, deren
Ziffern in aufsteigender Folge angeordnet sind, wobei mit eins begonnen und von
neun zu eins oder falls erforderlich zur null zurückgegangen wird. Die beiden
anderen: 12 345 678 901 234 567 891 und 1 234 567 891 234 567 891 234 567
891.
1 553 776 801
3. Zahl, die Dreiecks-, Fünfecks- und
Sechseckszahl ist.
1 787 109 376
Eine der beiden zehnstelligen automorphen
Zahlen, d.h. das Quadrat dieser Zahl endet mit den Ziffern ...1 787 109 376.
Daraus folgt, daß jede Zahl, die aus dieser Zahl durch Wegnehmen der führenden
Ziffern entsteht, ebenfalls automorph sein wird.
Die andere ist 8 212 890
625.
1 979 339 339
Die größte Primzahl, bei der man Ziffern vom
rechten Ende nehmen kann, so daß sich immer wieder Primzahlen ergeben. Eins soll
dabei als Primzahl gelten.
Eine Zahl, die nur wenig kleiner ist und
diesselbe Eigenschaft hat: 1 979 339 333.
2 236 133 941
Das erste Glied einer Folge von 16
Primzahlen, die in arithmetischer Progression stehen. Die Differenz zweier
Glieder: 223 092 870.
2 438 195 760
Eine gesamtziffrige Zahl, die zudem noch
durch alle Zahlen zwischen 2 und 18 teilbar ist! Drei weitere Beispiel hierfür:
4 753 869 120, 3 785 942 160, 4 867 391 520.
3 430 751 869
Die zweitlängste bekannte Folge von
Primzahlen, die in arithmetischer Progression stehen, aus 17 Zahlen, beginnend
mit dieser Zahl, die Differenz zwischen zwei Glieder beträgt je 87 297 210.
Die letzte Primzahl der Folge ist also 4 827 507 229.
4 294 967 297
Die 5.Fermatsche Zahl = 22 ^ 5 +1.
Eine zusammengesetzte Zahl, damit wurde die Vermutung von Fermat widerlegt, daß
alle Zahlen 22 ^ n +1 prim seien.
4 679 307 774
Die einzige bekannte zehnstellige Zahl, die
gleich der Summe der zehnten Potenzen ihrer Ziffern ist.
9 814 072 356
Die größte Quadratzahl, die gesamtziffrig
unter Einschluß der Null ist.
9 876 543 210
Subtrahiert man davon 0123456789, erhält man
9 753 086 421. Diese drei Zahlen sind gesamtziffrig inkl. Null.
15 527 402 881
Die einzige bekannte vierte Potenz, die sich
als Summe von nur vier vierten Potenzen schreiben läßt:
3534=304+1204+2724+3154.
18 465 126 293
Die Anzahl Primzahlen, die die Form 4n+3
haben, übertrifft die Anzahl der Primzahlen der Form 4n+1 bis in den Bereich der
ersten Milliarden. Der sechste und größte bekannte Bereich, für den das nicht
der Fall ist, geht von 18 465 126 293 bis 19 033 524 538.
36 363 636 364
Das Quadrat 1 322 314 049 613 223 140 496
dieser Zahl besteht aus zwei identischen Hälften.
107 928 278 317
Primzahlen in arithmetischer
Progression:
Diese Primzahl ist das erste Glied von einer Folge von 18
Primzahlen, die in einer arithmetischen Progression stehen. Die Zahlen der Form
107 928 278 317 + k*9 922 782 870 sind für alle Werte für k von Null bis 17
prim.
Stehen k Primzahlen in einer arithmetischen Progression, besitzen sie
eine konstante Differnez, die durch das Produkt aller Primzahlen, die
kleiner/gleich k sind, teilbar ist. Eine Ausnahme bildet nur der Fall, daß das
erste Folgenglied selbst die k-te Primzahl ist.
158 753 389 900
Der Kehrwert drückt die Wahrscheinlichkeit
aus, mit der man beim Bridge eine Straße bekommt.
637 832 238 736
Die zweitgrößte palindromische Quadratzahl,
die eine gerade Anzahl von Ziffern besitzt.
1 000 000 000 061 (13 Stellen)
Zusammen mit 1 000 000 000 063 ein Paar von Primzahlzwillingen. Allerdings
bei weitem nicht das größte.
22 222 222 222 222 (14 Stellen) und 555 555 555 555 555 (15
Stellen):
Kaprekar-Zahlen.
052 631 578 947 368 421 (17 Stellen)
Die Periode von 1/19.
Man kann sie durch forgesetzte rückwärts gerichtete Addition der Potenzen von
zwei finden:
1 | |||||||||||
2 | |||||||||||
4 | |||||||||||
8 | |||||||||||
1 | 6 | ||||||||||
3 | 2 | ||||||||||
6 | 4 | ||||||||||
1 | 2 | 8 | |||||||||
2 | 5 | 6 | |||||||||
.. | |||||||||||
.. | .. | .. | 9 | 4 | 7 | 3 | 6 | 8 | 4 | 2 | 1 |
1 111 111 111 111 111 111 (19 Stellen)
Repunitzahlen:
Eine Zahl aus lauter Einsen ist eine Repunitzahl,
sie ist eine Abkürzung für "repeated unit". Rn ist die Repunitzahl
aus n Einsen.
Die kleinste Repunitprimzahl ist 11, danach kommt
R19 (s.o.), die einzigen anderen bekannten Repunitprimzahlen sind
R23 und R317 sowie wahrscheinlich R1031, was
mit fast an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit der Fall ist.
Repunitzahlen hängen auf einfache Art mit den Potenzen von zehn zusammen:
Rn=(10n-1)/9.
Alle Repunitzahlen bis R66
sind vollständig in Primfaktoren zerlegt worden. R67, R71
und R79 sind die ersten, über deren Faktorisierung noch keine
Klarheit herrscht.
Es treten auch Muster auf: R38= 11*909 090 909
090 909 091 * 1 111 111 111 111 111 111.
Es ergibt sich, weil 38=2*19 ist.
Deshalb ist 10 000 000 000 000 000 001*1 111 111 111 111 111 111 =
R38.
Weil 19 eine ungerade Zahl ist: 10 000 000 000 000 000
001=11*9009 090 909 090 909 091.
Es gibt erstaunlich viele große Zahlen,
deren Kehrwerte kurze Periode haben. So ist die Periode von 4649 unter Absehung
der führenden Nullen nur 2151 Ziffern lang.
Repunit-Zahlen sind niemals
Quadratzahlen. Man weiß nicht, ob es Repunitzahlen gibt, die Kuben sind, noch,
ob es unendlich Repunitzahlen gibt.
Rp und Rq sind
teilerfremd, wenn p und q teilerfremd sind. Bezüglich der Basis neun sind alle
Repunitzahlen Dreieckszahlen.
Die Quadrate von Repunitzahlen ergeben ein
Muster:
1111²=1234321
1 111 111 111 111² = 12 345 678 900 987 654
321.
18 446 744 073 709 551 615 (20 Stellen)
264-1,
Anzahl der Weizenkörner auf dem legendären Schachbrett. Zufällig auch die Anzahl
Züge, die die Priester des Tempels von Benares brauchen, um gemäß der Legende
die goldenen Scheiben des Turmes von Hanoi umzulegen.
43 252 003 274 489
856 000 (20 Stellen)
Gleich (8!*12!*38*112) / (2*3*2)
Das ist die Gesamtzahl von Positionen, die auf dem Original-Rubick's Kube
der Abmessungen drei auf drei auf drei auftreten können.
267-1. (21 Stellen)
Die 67. Mersenne-Zahl. Sie
ist zusammengesetzt. E.T. Bell schreibt dazu: Das Oktobertreffen der American
Methematical Society im Oktober 1903 enthilet einen Vortrag von Cole, dem dieser
den bescheidenen Titel "On the Factorisation of Large Numbers" gegeben hatte.
Als der Vorsitzende den Vortrag von Cole aufrief, trat diese - der stets ein
Mann weniger Worte gewesen war - an die Tafel und begann ohne Worte, den Wert
von 2 hoch siebenundsechszig auszurechnen. Dann zog er sorgfältig eins ab.
Wiederum ohne ein Wort zu sagen, suchte er sich ein freies Plätzchen an der
Tafel und fing an, schriftlich die Multiplikation
193 707 721 * 761 838 257
287 auszuführen. Die beiden Ergebnisse stimmten überein. Zum ersten und einzigen
Mal brach das Publikum einer Versammlung der American Mathematical Society in
Applaus aus. Cole nahm seinen Platz wieder ein, ohne irgend etwas zu sagen.
Niemand stellte eine Frage."
Auf eine spätere Frage sagte Cole, daß er drei
Jahre, jeden Sonntag, für diese Lösung brauchte.
11 111 111 111 111 111 111 111 (23 Stellen)
Die 23.
Repunitzahl, die 3. Repunitprimzahl.
357 686 312 646 216 567 629 137 (24 Stellen)
Die größte
Primzahl im Dezimalsystem mit der folgenden Eigenschaft: Nimmt man von vorne
beginnend Ziffern von dieser Zahl weg, entstehen wieder Primzahlen. Die Folge
endet mit 37, 7.
2 235 197 406 895 366 368 301 560 000 (28 Stellen)
Der
Kehrwert gibt die Wahrscheinlichkeit an, daß alle vier Spieler beim Bridge eine
volle Straße haben. Man hört trotzdem viel häufiger von diesem Fall als davon,
daß z.B. zwei Spieler eine volle Straße bekommen, was viel wahrscheinlicher
ist.
115 132 219 018 763 992 565 095 597 973 971 522 401 (39
Stellen)
Die größte derzeit bekannte mehrfach vollkommene Zahl im
Dezimalsystem. Gleich der Summe der 39.Potenzen ihrer Ziffern!
2127-1 (39 Stellen)
Die 127.Mersenne-Zahl. Sie
ist prim und ist die größte Primzahl, die man ohne die Hilfe von modernen
Geräten gefunden hat (vermutet 1876 von Lucas, bestätigt 1914 von
Fauquembergue).
1051 (52 Stellen)
Die Sandrechnung:
Archimedes widmete sich im Buch "Die Sandrechnung" der Darstellung großer
Zahlen. Dabei beginnt er mit einer Myriade = 10.000. Er zählt weiter bis zu
einer Myriade Myriaden, was eine Zahl erster Ordnung war. Dann nahm er Myriaden
Myriaden (100.000.000) als Einheit für die Zahlen zweiter Ordnung. So fährt er
fort, bis er die myriaden-myriadste Ordnung von Zahlen erreichte. Alle die
konstruierten Zahlen gehörten aber erst zur ersten Periode. Er machte mit seiner
giganteischen Konstruktion so lange weiter, bis er "eine myriaden-myriadste
Einheit der myriaden-myriadsten Ordnung in der myriaden-myriadsten Periode"
erreichte.
Die größte so darstellbare Zahl ist: 10 80 000 000 000 000
000.
Dann berrechnete er die Anzahl Sandkörner, mit denen man das
Weltall ausfüllen könnte, unter der Annahme, daß in eine Mohnblüte nicht mehr
als 10.000 Körner passen, deren Durchmesser nicht kleiner als 1/40 einer
Fingerbreite beträgt, sowie, daß die Fixsternsphäre (für Archimedes das Ende des
Universums) kleiner als das 107-fache der als kreisförmig
vorgestellten Sonnenbahn sei. Er kam auf einen Wert von kleiner als
1051.
Diese Leistung ist in der griechischen Mathematik einmalig.
Im allgemeinen interessierten sich die Griechen außerhalb geometrischer Kontexte
nicht für Zahlen. Indische Mathematiker dagegen hatten schon lange die
Angewohnheit, große Zahlentürme zu bilden, die mit den Vielfachen von 10 oder
100 anwuchsen, und mit denen sie die Atome in den dreitausend Tausend Welten,
die es im Universum gibt, zählen wollten.
1063 (64 Stellen)
Eine Vingintilliarde. Dies
könnte die größte Zahl sein, die Archimedes in der Sandrechnung betrachtet habe,
meinen manche.
Die größte im Deutschen gebräuchliche Zahlenbezeichnung ist
vielleicht die Zentilliarde, also 10103, wobei die zugesetzte -3 die
Endung -illiarde ergibt.
Durch geeignete Kombination von lateinisch
klingenden Wörtern lassen sich noch größere Zahlen benennen: Eine
Milli-Millimillion ist 10 3 000 000. Das ist sicher eines der am
wenigsten gebräuchlichsten Wörter der deutschen Sprache.
2223+1
20. Fermatsche Zahl. Laut Guiness-Buch
der Rekorde 1992 Grund der längsten Berrechnung für eine Ja-Nein-Antwort auf
einem CRAY-2, ob diese Zahl prim sei. Die Antwort lautete nach 10 Tagen
"Nein".
2229-1 (69 Stellen)
Alle Mersennezahlen im
Bereich M32 bis M257 sind zusammengesetzt, bis auf die
Ausnahmen M157, M167, M199, M227 und
M229. Die nächste Mersenne-Primzahl ist 2521-1.
"....." (100 Stellen)
Das Faktorisieren großer
Zahlen:
Wie groß darf eine zufällig ausgewählte Zahl sein, daß man sie
mit einem vertretbaren Zeitaufwnad noch faktorisieren kann?
1659 erschien
eine Tafel mit den Faktoren der Zahlen bis 24000. Kulik (1773-1863) verbrachte
20 Jahre seines Lebens mit einer Faktorentabelle der Zahlen bis 100 Mio. Das
sind Zahlen bis höchstens 8 Stellen. Jede zusätzliche Stelle bedeutet 10mal mehr
Zahlen. Mit jeder Stelle nimmt die Zeit, die man für die Faktorisierung braucht,
um ein Mehrfaches zu. Nur Zahlen mit spezieller Form, wie Mersenne-Zahlen und
Fermatsche Zahlen lassen sich bis zu wesentlich größeren Werten hin testen.
Noch 1943 war man der Ansicht, bei 15- und mehrstelligen Zahlen würde ein
Primzahltest Jahre dauern. Es war noch die Zeit der mechanischen Tischrechner
und das elektromechanische Sieb von Lehmer.
1974 waren dann effizientere
Computer der große Schub nach vorne. 20-25stellige Zahlen waren eine
Leichtigkeit.
1980 wurde ein Test entwickelt, mit dem eine zufällige Zahl
mit bis zu 100 Stellen in 4-12 Stunden auf ihre Primzahleigenschaft testen
konnte.
Heute dauert dieser Test auf einem CRAY o.ä. wenige Sekunden.
1975 führten Diffie und Hellman die Drapdoorfunktion ein, was eine
mathematische Funktion ist, die jede Zahl A in ihre Codezahl B umwandelte. Diese
Funktion besitzt eine Umkehrfunktion, mit deren Hilfe man A aus der Kenntnis von
B ermitteln kann. Die Schönheit der Idee liegt im Zusammenhang zwischen diesen
beiden Funktionen. Die inverse Funktion läßt sich in der Praxis nicth aus der
Ausgangsfunktion berechnen. Damit wurde es möglich, Nachrichten auf eine geniale
Weise zu verschlüsseln.
Den Kern der einfachsten dieser Funktionen bildet
eine Zahl, die Produkt zweier großer Primzahlen ist. Rivest hat ein Bsp. mit
zwei 63stelligen Primzahlen konstruiert. Diese werden multipliziert und ergeben
eine 125- oder 126stellige Zahl. Will der feindliche Spion die Nachricht
entschlüsseln, muß er diese 125/6stellige Zahl wieder in das Produkt der beiden
63stelligen Zahlen zerlegen. Rivest schätzte 1977, daß hierfür ein großer
Computer 4*1016 Jahre brauchen würde.
10100 (101 Stellen)
Googol. Eine Eins mit 100
Nullen. Das Kind, das Kasner auf den Namen Googol gebracht hat, war dessen
neunjähriger Neffe. Dieser schlug auch die Bezeichnung Googolplex für die noch
größere Zahl vor, die entsteht, wenn man hinter eine Eins googol Nullen
schreibt. Also 10Googol.
Die Gesamtzahl der Partikel im Universum
wird auf 1087 geschätzt.
Es geistert irgendwo auch die enorme
Zahl Googolplexplex herum, das ist 10Googolplex.
2521-1 (157 Stellen)
13.Mersenne-Primzahl,
ergibt die 13.vollkommene Zahl. Lehmer hat 1952 in wenigen Stunden auf einem
Computer bewiesen, daß 2521-1 und 2607-1 (letztere hat 183
Stellen) beide Mersenne Primzahlen sind.
11 111 111 ... 111 111 (317 Einsen)
Die vierte und größte
bekannte Repunitzahl.
22281-1 (687 Stellen)
Die 12. Mersenne-Primzahl
2127-1, die von Lucas entdeckt wurde, blieb 1876 bis 1951 die größte
bekannte Primzahl. Dann wurde bewiesen, daß die nicht-mersennesche Zahl
(2148+1)/17 prim ist.
1952 wurden dann 5 größere
Mersenne-Primzahlen gefunden, von denen die oben genannte die größte war.
1 159 142 985 * 22304 +/-1 (703 Stellen)
Das ist
das größte derzeit bekannte Paar von Primzahlzwillingen. Gleichzeitig wurde auch
das Paar 694 513 810 * 22304 +/-1 entdeckt.
24253-1 (1281 Stellen)
19. Mersenne-Primzahl,
erste bekannte Primzahl, die mehr als 1000 Stellen hat. 1961 gefunden.
28191-1 (2466 Stellen)
Die 8191.Mersenne-Zahl.
Sie ist aber zusammengesetzt, so wie auch der Präfix 8191 (=M13).
1953 brauchte dafür der Rechner noch 100 Stunden.
211213-1 (3376 Stellen)
23.Mersenne-Primzahl,
1963 entdeckt. Es gab sogar einen Post-Sonderstempel deshalb.
219937-1 (6002 Stellen)
24.Mersenne-Primzahl,
1971 entdeckt.
221701-1 (6533 Stellen)
25.Mersenne-Primzahl,
1978 von zwei 18jährigen Schülern entdeckt.
223209-1 (6987 Stellen)
26.Mersenne-Primzahl,
1979 von denselben Schülern entdeckt. Der Computer brauchte 8 Stunden, um die
Zahl zu prüfen. Zwei Wochen später wurde das Ergebnis mit einem CRAY 1 geprüft,
der dazu 7 Minuten brauchte.
244497-1 (13395 Stellen) 27.Mersenne-Primzahl, 1979 entdeckt.
265536 (19729 Stellen)
Das ist 2 2 ^ 2 ^ 2
^ 2. Die Ackermannsche Funktion ist eine der Funktionen, die in
letzter Zeit im Rahmen kombinatorischer Probleme auftauchten, die astronomisch
anwachsen.
Sie wird durch folgende Vorschrift definiert: P(a,b)=ƒ((a-1),
ƒ(a,b-1)) mit den Startwerten ƒ(1,b)=2b und ƒ(a,1)=a für a>1.
ƒ(3,4)
=265536 ist eine Zahl mit über 19000 Stellen. Man versuche sich
vorzustellen, wie groß ƒ(10,10) oder ƒ(100,100) ist!
286243-1 (25962 Stellen)
Wahrscheinlich die
28.Mersenne-Primzahl, 1983 entdeckt. Der CRAY brauchte für sie eine Stunde, drei
Minuten und dreiundzwanzig Sekunden. Vorangegangen waren monatelange
Vorbereitungsarbeiten, um diese Zahl als vermutlich prim nachzuweisen.
Zur
Vorstellung: Ein Apple führt ca. 250.000 Befehle pro Sekunde aus. CRAY führt nur
Gleitkommaoperationen durch, er benötigt 64 Bits, um eine Zahl darzustellen. 15
davon können den Exponenten umfassen.
Jede Addition, Subtraktion,
Multiplikation und Division ist ein Befehl. Ein Megaflop ist eine Million
Gleitkomma-Befehle in der Sekunde. CRAY-1 schaffte 150 Megaflops, neuere Modelle
250, 500 oder 1000 Megaflops. CRAY-3 soll bis 10 Gigaflops schaffen.
2133949-1 (39.751 Stellen)
Vermutlich
29.Mersenne-Primzahl, 1983 entdeckt. Zweitgrößte bekannte Primzahl.
2216091-1 (65.050 Stellen)
Derzeit größte
bekannte Primzahl, mit dem neuen CRAY X-MP errechnet, der 400 Mio. Rechnungen in
der Sekunde ausführen konnte. Er brauchte drei Stunden, doch auch hier waren
Monate von Arbeit vorangegangen.
(Buch war von 1990!, Guinessbuch 1992:
größte Primzahl ist 2216093-1, 1989 mit einem Amdahl 1200-Computer
errechnet. Stellen: 65087. Laut Guiness-Buch ist 2216091-1 auch die
größte Mersenne-Primzahl, sie ergibt die größte bekannte vollkommene Zahl, die
einunddreisigste mit (2216091-1)*2216090).
99 ^ 9 (369 693 100 Stellen)
Die größte Zahl,
die man im Dezimalsystem mit nicht mehr als drei Ziffern und ohne weitere
Symbole darstellen kann. 1906 wurde bereits die Stellenzahl dieser Zahl gezeigt.
1947 berrechnete Uhler 250 Stellen von log99 ^ 9. Er hatte einen
großen Teil seiner Zeit dazu verwandt, eine ungewöhnliche Vielfalt
mathematischer Zahlen, z.B. Logarithmen, Kehrwerte, Wurzeln auf ungeheuer viele
Stellen genau zu berechnen. Für ihn war das Erholung. Die Berechnung von
log99 ^ 9 war doppelt erholsam. Er führte sie zwischen der Suche nach
Faktoren von Mersenne-Zahlen wie M157 durch. Die letztgenannte Zahl
ist nach Uhler zusammengesetzt.
1010 ^ 10 ^ 34
Skewes' Zahl:
Die
Anzahl der Primzahlen, die kleiner/gleich n sind, ist ungefähr gleich ∫ n 0 (dx/logx). Für kleine Werte von n
(bis einige zehn Millionen) liefert die Formel einen zu großen Wert für die
Anzahl Primzahlen. Das ist aber nicht immer so. Littlewood bewies 1914 sein
Theorem, das besagt, daß die Formel unendlich oft zwischen einem zu großen und
einem zu kleinen Wert schwankt. Das gilt natürlich nur, wenn man genügend große
Zahlen verwendet.
Wie groß?
1933 bewies Skewes, daß der erste Wechsel
stattfindet, bevor n den Wert 1010 ^ 10 ^ 34 erreicht. Allerdings
mußte er bei seinem Beweise voraussetzen, daß Riemannsche Vermutung richtig ist.
Zu jener Zeit war das eine außerordentlich große Zahl. Hardy meinte, "dies
sei die größte Zahl, die jemals in der Mathematik zu einem ernsthaften Zweck
Verwendung gefunden hat." Er schlug folgendes Gedankenexperiment vor: Wird mit
allen Partikeln im Universum eine Partie Schach gespielt, wobei die Partikel die
Steine sein sollten, und gilt das Austauschen eines Paares von Partikeln als
Zug, und ist weiter die Partie beendet, wenn dieselbe Position zum dritten Mal
auftritt, dann gibt es ungefähr so viele mögliche Partien, wie Skewes' Zahl
angibt.
Im Vergleich zu vielen Zahlen, die heute im Zusammenhang mit
kombinatorischen Problemen auftauchen, erscheint Skewes' Zahl wie ein Zwerg.
3↑↑3 usw., usw.
Grahams Zahlen:
Weltmeister bei
großen Zahlen ist eine obere Schranke, die Graham für ein Teilgebiet der
Kombinatorik aufgestellt hat, das man Ramsay-Theorie nennt.
Grahams Zahl
läßt sich mit herkömmlichen Mitteln wie Potenzen und Potenzen von Potenzen nicht
darstellen. Würde man alle im Universum enthaltene Materie in einem Füllhalter
und in Tinte für diese umwandeln, so würde das Resultat nicht ausreichen, um
Grahams Zahl schreiben zu können. Folglich ist die oben angegebene von Knuth
erfundene, spezielle Notationsweise erforderlich.
3↑3 bedeutet 3³ oder 3
"kubiert".
3↑↑3 bedeutet aber 3↑↑(3↑↑3), was schon eine ziemlich große Zahl
gibt:
327, also 7 625 597 484 987.
3↑↑↑3 ist also 3↑↑(3↑↑3).
Das ist 3↑↑7 625 597 484 987 oder 37 625 597 484 987 ^ 7 625 597 484
987.
3↑↑↑↑3 ist dann 3↑↑↑(3↑↑↑3). Selbst der entsprechende Turm mit
Dreiern in der üblichen Notationsweise ist jetzt unvorstellbar groß. Aber
Grahams Zahl fängt hier erst an.
Man betrachte 3↑↑↑...↑↑↑ 3, in der es 3↑↑↑3
Pfeile geben soll!
Man konstruiere jetzt die Zahl 3↑↑↑...↑↑↑3, in der die
Anzahl der Pfeile gleich der vorangegangenen Zahl 3↑↑↑...↑↑↑3 ist.
Eine
unbegreifliche und unglaubliche Zahl! Und dennoch haben wir uns erst zwei
Schritte von unserem ursprünglichen Ausdruck 3↑↑↑↑3 entfernt. Nun fährt man
fort: In jedem Schritt wird die Anzahl der Pfeile gerade so groß gemacht, wie
das die unmittelbar vorangehende Zahl angibt. Das mache man so lange, bis man 63
Schritten Schritte von 3↑↑↑↑3 entfernt ist . Dann hat man Grahams Zahl erreicht.
An dieser Geschichte ist ein Haken. Man erinnere sich daran, daß Grahams
Zahl als obere Schranke eingeführt worden ist, ebenso wie Skewes' Zahl. Wie aber
lautet die wirkliche Antwort auf Grahams Problem? Gardner zitiert die Antwort
der Experten der Ramsay-Theorie. Diese meinen, die Antwort müsse 6 heißen!
Meine persönliche Frage: Warum hört er bei 63 Schritten
auf? Warum nicht 3↑↑↑↑3 Schritte?