㈠ 一道数学题
人教版小学数学五年级上册第31页的“你知道吗？”谈到了数字黑洞6174。这个数字黑洞是印度数学家卡普耶卡于1949年发现的。类似的数字黑洞还有许多。黑洞原本是天文学中的概念，表示这样一种天体：它的引力场非常强，任何物质甚至是光，一旦被它吸入就再也休想逃脱出来。数学中借用这个词，正像文中所说的那样，“数学黑洞是指自然数经过某种数学运算之后陷入一种循环的境况。”< xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
与四位数的数字黑洞6174相类似，三位数的数字黑洞是495。
如，987－789＝198，981－189＝792，972－279＝693，963－369＝594，954－459＝495，954－459＝495，……
再如，601－016＝585，855－558＝297，972－279＝693，963－369＝594，954－459＝495，954－459＝495，……
下面再介绍几个有趣的数字黑洞。
1、数字黑洞153
任意取一个是3的倍数的数。求出这个数各个数位上数字的立方和，得到一个新数，然后再求出这个新数各个数位上数字的立方和，又得到一个新数，如此重复运算下去，最后一定落入数字黑洞“153”。
如，取63。
63＋33＝216＋27＝243, 23＋43＋33＝8＋64＋27＝99,93＋93＝729＋729＝1458, 13＋43＋53＋83＝1＋64＋125＋512＝702，73＋03＋23＝243＋0＋8＝351, 33＋53＋13＝153, 13＋53＋33＝153，……
再如，取219。
23＋13＋93＝8＋1＋729＝738，73＋33＋83＝343＋27＋512＝882，83＋83＋23＝512＋512＋8＝1032，13＋03＋33＋23＝1＋0＋27＋8＝36，33＋63＝27＋216＝243，23＋43＋33＝8＋64＋27＝99，93＋93＝729＋729＝1458，13＋43＋53＋83＝1＋64＋125＋512＝702，73＋03＋23＝343＋0＋8＝351，33＋53＋13＝27＋125＋1＝153，13＋53＋33＝153，……
数字黑洞153又叫“圣经数”，请参看拙文“一个奇妙的数”。
2、数字黑洞123
任意取一个数，求出它所含偶数的个数、奇数的个数、这两个个数的和(也就是这个数的位数)，用所得的三个数作数字依次组成一个三位数。对这个三位数重复前面的做法，得到一个新的三位数，如此进行下去，最后必然落入数字黑洞123。
如，取31415926。偶数数字有4、2、6共3个，奇数数字有3、1、1、5、9共5个，二者的和是3＋5＝8个，由数字“3”“5”“8”组成的新数是358；
358的偶数数字有8这1个，奇数数字有5、8共2个，二者一共是1＋2＝3个，由数字“1”“2”“3”组成的新数是123。
再如，取142857。偶数数字有4、2、8共3个，奇数数字有1、5、7共3个，二者的和是3＋3＝6个，由数字“3”“3”“6”组成的新数是336；
336的偶数数字有6这1个，奇数数字有3、3共2个，二者的和是1＋2＝3个，由数字“1”“2”“3”组成的新数是123。
3、数字黑洞1和4
任意取一个非0自然数，求出它的各个数位上数字的平方和，得到一个新数，再求出这个新数各个数位上数字的平方和，又得到一个新数，如此进行下去，最后要么出现1，之后永远都是1；要么出现4，之后开始按4、16、37、58、89、145、42、20循环。
如，取365。
32＋62＋52＝9＋36＋25＝70，72＋02＝49＋0＝49，42＋92＝16＋81＝97，92＋72＝81＋49＝130，12＋32＋02＝1＋9＋0＝10，12＋02＝1＋0＝1，12＝1，……
再如，89。
82＋92＝64＋81＝145，12＋42＋52＝1＋16＋25＝42，42＋22＝16＋4＝20，22＋02＝4＋0＝4，42＝16，12＋62＝1＋36＝37，32＋72＝9＋49＝58，52＋82＝25＋64＝89，82＋92＝64＋81＝145，12＋42＋52＝1＋16＋25＝42，42＋22＝16＋4＝20，22＋02＝4＋0＝4，……
数字黑洞是一种神秘而饶有兴味的现象，它的发现有一定偶然性，它的计算过程很简单，不容置疑，而它的证明却非常困难，有的至今还没有结果。这也恰恰是数学的诱人之处。把数字黑洞作为数学文化引入教材，对于提高学生学习数学的兴趣，全面认识数学大有好处。
㈡ 任意找一个3的倍数,数字黑洞
小学有个方法 每一位上的数加起来是3的倍数的话就能被3整除 这个题是这个定义的反向运用,每一步得到的数都是3的倍数 当然会成为黑洞
㈢ 数字"黑洞"
黑洞数又称陷阱数,是类具有奇特转换特性的整数。 任何一个数字不全相同整数,经有限“重排求差”操作,总会得某一个或一些数,这些数即为黑洞数。"重排求差"操作即组成该数得排后的最大数去重排的最小数。
举个例子，三位数的黑洞数为495
简易推导过程：随便找个数，如297，三个位上的数从小到大和从大到小各排一次，为972和279，相减，得693
按上面做法再做一次，得到594，再做一次，得到495
之后反复都得到495
再如，四位数的黑洞数有6174
神秘的6174－黑洞数
随便造一个四位数，如a1=1628,先把组成部分1628的四个数字由大到小排列得到a2＝8621，再把1628的四个数字由小到大排列得a3＝1268，用大的减去小的a2-a1=8621-1268＝7353，把7353按上面的方法再作一遍，由大到小排列得7533，由小到大排列得3357，相减7533-3367＝4176
把4176再重复一遍：7641-1467＝6174。
如果再往下作，奇迹就出现了！7641-1467＝6174，又回到6174。
这是偶然的吗？我们再随便举一个数1331，按上面的方法连续去做：
3311-1133＝2178 8721-1278＝7443 7443-3447＝3996 9963-3699＝6264
6624-2466＝4174 7641-1467＝6174
好啦！6174的“幽灵”又出现了，大家不妨试一试，对于任何一个数字不完全的四位数，最多运算7步，必然落入陷阱中。
这个黑洞数已经由印度数学家证明了。
在数学中由有很多有趣，有意义的规律等待我们去探索和研究，让我们在数学中得到更多的乐趣。
苏联的科普作家高基莫夫在他的著作《数学的敏感》一书中，提到了一个奇妙的四位数6174，并把它列作“没有揭开的秘密”。不过，近年来，由于数学爱好者的努力，已经开始拨开迷雾。
6174有什么奇妙之处？
请随便写出一个四位数，这个数的四个数字有相同的也不要紧，但这四个数不准完全相同，例如 3333、7777等都应该排除。
写出四位数后，把数中的各位数字按大到小的顺序和小到大的顺序重新排列，将得到由这四个数字组成的四位数中的最大者和最小者，两者相减，就得到另一个四位数。将组成这个四位数的四个数字施行同样的变换，又得到一个最大的数和最小的数，两者相减……这样循环下去，一定在经过若干次（最多7次）变换之后，得到6174。
例如，开始时我们取数8208，重新排列后最大数为8820，最小数为0288，8820—0288＝8532；对8532重复以上过程：8532－2358=6174。这里，经过两步变换就掉入6174这个“陷阶”。
需要略加说明的是：以0开头的数，例如0288也得看成一个四位数。再如，我们开始取数2187，按要求进行变换：
2187 → 8721－1278＝7443→7443－3447＝3996→9963－3699=6264→6642－2466＝4176→7641－1467＝6174。
这里，经过五步变换就掉入了“陷阱”——6174。
拿6174 本身来试，只需一步：7641－1467=6174，就掉入“陷阱”祟也出不来了。
所有的四位数都会掉入6174设的陷阱，不信可以取一些数进行验证。验证之后，你不得不感叹6174的奇妙。
任何一个数字不全相同整数，经有限次“重排求差”操作，总会得某一个或一些数，这些数即为黑洞数。"重排求差"操作即组成该数得排后的最大数去重排的最小数。
黑洞数的性质及应用
【摘要】本文提出建立了黑洞数的概念，分别对整数黑洞数、模式黑洞数、方幂余式黑洞数的一般性质做了阐述。并给出了二元一次方程 ax- by- c =0的求根法则。
【关键词】 黑洞数、 整数黑洞数 、 模式黑洞 数 、方幂余式黑洞数。
【引言】 在日常学习计算中，化简含有未知数的代数式或方程经常会得到x-x=0之结果。此前，人们只是把这种情况定义为“此算式没有意义”而终结。黑洞数理论的出现 ，让人们看到了代数式或方程中未知数可任意取值时的另一层含义。本文提出证明的方幂余式黑洞数定理，揭示出a, m不互素条件下的余数循环规律，它将与欧拉余数定理互为补充，构造出全体整数的方幂式除法余数运算法则。本文给出的二元一次方程ax-by-c=0的求根公式，将成为余数新理论应用的一个范例。
定义1、在含有未知数变量的代数式中，当未知数变量任意取值时其运算结果都不改变，我们把这时的数字结果叫黑洞数。根据运算性质的不同，我们把黑洞数分为以下三种类型：Ⅰ、整数黑洞数 Ⅱ、模式黑洞数 Ⅲ、方幂余式黑洞数
Ⅰ、整数黑洞数
在前文《模根因数定理与模根剩余法判定素数》中，在建立选加因数概念后，我们证明了整数因数定理：
若a、b都是大于1的整数，且有g = ab，则有：
g+an=a（b+n）
其中 ： n = 0、1、2、3……
根据整数因数定理，我们即可得到如下整数黑洞数
ab+an
--------------- = a
b+n
其中： n = 0、1、2、3 ……
这里，不论未知变量怎样取值，上式的结果都等于a.。
例如：取a=7, b=3，ab=21， 则有：
21+7n
---------------- = 7
3+n
其中： n = 0、1、2、3 ……
应用方面的例子：
全体偶数 = 2 (n) + 2, （ n = 0、1、2、3 ……）
自然数中的全部合数 = 4 +2n + h(2+n)
其中： n = 0、1、2、3 ……
对n的每个取值都重复取
h = 0、1、2、3 ……
Ⅱ、模式黑洞数
模式黑洞数是指模的同余式mn+L条件下的黑洞数。 在前文《模根因数定理与模根剩余法判定素数》一文中，模根因数定理（1）式：
若 a＞1， b＞1，且 ab = mk + L，则有：
m（k+aN）+L
-------------------------- = a
b+mN
其中：N = 0、1、2、3 ……
这时的a值就是模式黑洞数。
应用实例：
取a=7， b=13, 则 ab= 91=mk + L = 2×45×1
2（45+7N）+1
根据上式得到：-------------------------- =7
13+2N
其中：N = 0、1、2、3 ……
应用实例：素数通式定理
若ap是同余式2N+1模根数列的条件剩余数，
当 ap ≠ 4 + 3n + h (3 +2n ) 时
其中：n = 0、1、2、3 ……
对n的每个取值都重复取
h = 0、1、2、3 ……
则条件通式 2+1 的值恒是素数。
模式黑洞数性质是我们建立素数代数理论体系的根本前提。
Ⅲ、方幂余式黑洞数
在方幂余式除法 a^n÷m ≡L关系中，当得到 L^n÷m ≡L 时 (n = 1、2、3 ……), 我们称这时的L为因数a的m值黑洞数。
例如：在 3×5 = 15 关系时
我们得到： 3^4÷15 ≡ 6
这时有： 6^n÷15 ≡ 6 （n = 1、2、3 ……）
所以我们称6是因数3的15值的方幂余式黑洞数。
为了方便,我们引入符号 ⊙（m）a = L 来表示方幂余式黑洞数关系。即上式结果可表示为 ⊙（15）3 = 6，符号“⊙”在这里读作黑洞数。
下面我们将证明方幂余式黑洞数定理；
定理1： 如a＞1， b＞1，（a ，b）=1 且 ab = m ；
则有：a^ф（b）≡⊙ （mod m）
即这时：⊙^n ≡⊙ （mod m）
其中：n = 1、2、3 ……
证：我们分别对b为素数，b为素数乘方，b为多个素数乘积时的情况加以证明。
当b为素数时：
取a=7， b=19， 则 ab = 7×19 = 133
由定理关系得到：
7^ф（19）=7^18≡77 （mod 133）
而 77^n≡77 （mod 133） 此时定理关系成立
当b为素数的n次乘方时：
取 a = 7， b=5^2=25， 则 ab = 7×25 = 175
由定理关系得到：
7^ф（25）=7^20≡126 （mod 175）
而 126^n≡126 （mod 175） 此时定理关系也成立
当b为多个素数乘积时：
取 a = 7， b= 3×11=33，则 ab = 7×33 = 231
由定理关系得到：
7^ф（33）=7^20≡133 （mod 231）
而 133^n≡133 （mod 231） 所述定理关系式成立
故定理1得证
方幂余式黑洞数的一些性质及应用：
1、因数a的黑洞数减1的平方除m的余数是因数b的黑洞数；
即：如 ⊙(m)a = e1， 则 (e1-1)^2÷m ≡ e2 = ⊙(m)b
2、m所含黑洞数的个数等于m所含素因数个数做为2底方次数减2；
即：m为素数没有黑洞数
m有2个素因子时有2^2-2 = 2个黑洞数
m含有3个素因子时有2^3-2 = 6个黑洞数
3、在m定值后，如果把全部 an (n = 1、2、3 …… 但n≠b) 值都做为底数，这时的
a^c÷m≡⊙的c值变化规律。与m的余数循环节a^c÷m≡1规律具有相同的变节和不变节特性。
即： 若 7^10≡⊙ （mod m） 关系成立，
则 （7^2）5≡⊙ （mod m） 关系也成立；
应用方面的例子：
若 b＞c ，我们有以下二元一次方程 ax -by -c = 0 求根法则：
首先： 取 ab = m
计算： a^ф（b）÷m ≡ ⊙
计算： ⊙×c ÷m ≡S1
计算： （⊙-1）×c ÷m ≡S2
x =S1÷a
这时
y =S2÷b
这时的 x，y 值是方程的最小整数根。
但方程 ax- by- c = 0 有无限多组整数根，它的全部整数根集可表示为：
x = S1÷a + b n
y = S2÷b + a n
其中：n = 0、1、2、3 ……
实例1：求方程 13x- 7y -3 = 0 的最小整数根和全部整数根？
首先： 取13×7 = 91
计算： 13^ф（7）=13^6÷91 ≡ 78
计算： 78×3÷91 ≡52
计算： （78-1）×3÷91 ≡49
x =52÷13=4
这时
y =49÷7=7
这时的 x，y 值是方程的最小整数根。
但方程 ax- by- c = 0 有无限多组整数根，它的全部整数根集可表示为：
x = 4 + 7n
y = 7 + 13n
其中：n = 0、1、2、3 ……
实例2：求方程 13x- 8y +4 = 0 的最小整数根和全部整数根？
首先： 取13×8 = 104
计算： 13^ф（8）=13^4÷91 ≡ 65
计算： 65×（-4）÷104 ≡ -52≡52
计算： （65-1）×（-4）÷104 ≡ -48≡56
x =52÷13=4
这时
y =56÷8=7
这时的 x，y 值是方程的最小整数根。
但方程 13x- 8y +4 = 0 有无限多组整数根，它的全部整数根集可表示为：
x = 4 + 8n
y = 7 + 13n
其中：n = 0、1、2、3 ……
随着时间的推移，相信人们会看到黑洞数理论的更多成果。
㈣ 探求数字黑洞
小学有个方法 每一位上的数加起来是3的倍数的话就能被3整除 这个题是这个定义的反向运用，每一步得到的数都是3的倍数 当然会成为黑洞
㈤ 关于数字黑洞
只要你输入一抄三位数，要求个，十，百位数字不相同，如不允许输入111，222等。那么你把这三个数字按大小重新排列，得出最大数和最小数。再两者相减，得到一个新数，再重新排列，再相减，最后总会得到495这个数字，人称：数字黑洞。举例：输入352，排列得532和235，相减得297；再排列得972和279，相减得693；排列得963和369，相减得594；再排列得954和459，相减得495
任取一个数，相继依次写下它所含的偶数的个数，奇数的个数与这两个数字的和，将得到一个正整数。对这个新的数再把它的偶数个数和奇数个数与其和拼成另外一个正整数，如此进行，最后必然停留在数123。
例：所给数字 1479
有4个偶数4 4 0 2， 4个奇数1 7 1 9 ， 4+4=8
第一次计算结果 448 3个偶数4 4 8 ，0个奇数 3+0=3
第二次计算结果 303
第三次计算结果 123
㈥ 数字黑洞
数字黑洞495
只要你输入一个三位数，要求个，十，百位数字不相同，如不允许输入111，222等。那么
你把这三个数字按大小重新排列，得出最大数和最小数。再两者相减，得到一个新数，再重新排列，再相减，最后总会得到495这个数字，人称：数字黑洞。
举例：输入352，排列得532和235，相减得297；再排列得972和279，相减得693；排列得963和369，相减得594；再排列得954和459，相减得495。
应该只是一种数字规律吧，像这样的还有狠多，比如四位数的数字黑洞6174：
把一个四位数的四个数字由小至大排列，组成一个新数，又由大至小排列排列组成一个新数，这两个数相减，之后重复这个步骤，只要四位数的四个数字不重复，数字最终便会变成 6174。
例如 3109，9310 - 0139 = 9171，9711 - 1179 = 8532，8532 - 2358 = 6174。而 6174 这个数也会变成 6174，7641 - 1467 = 6174。
----------------------------------------------------------------------------------
任取一个四位数，只要四个数字不全相同，按数字递减顺序排列，构成最大数作为被减数；按数字递增顺序排列，构成最小数作为减数，其差就会得6174；如不是6174，则按上述方法再作减法，至多不过7步就必然得到6174。
如取四位数5462，按以上方法作运算如下：
6542-2456=4086 8640-0468=8172
8721-1278=7443 7443-3447=3996
9963-3699=6264 6642-2466=4176
7641-1467=6174
那么，出现6174的结果究竟有什么科学依据呢？
设M是一个四位数而且四个数字不全相同，把M的数字按递减的次序排列，
记作M(减)；
然后再把M中的数字按递增次序排列，记作M增,记差M(减)-M(增)=D1，从M到D1是经过上述步骤得来的，我们把它看作一种变换，从M变换到D1记作：T(M)= D1把D1视作M一样，按上述法则做减法得到D2 ，也可看作是一种变换，把D1变换成D2，
记作：T(D1)= D2
同样D2可以变换为D3；D3变换为D4……，既T(D2)= D3, T(D3)= D4……
现在我们要证明，至多是重复7次变换就得D7=6174。
证：四位数总共有104=10000个，其中除去四个数字全相同的，余下104-10=9990个数字不全相同．我们首先证明，变换T把这9990个数只变换成54个不同的四位数．
设a、b、c、d是M的数字，并令：
a≥b≥c≥d
因为它们不全相等，上式中的等号不能同时成立．我们计算T(M)
M(减)=1000a+100b+10c+d
M(增)=1000d+100c+10b+a
T(M)= D1= M(减)-M(增)=1000(a-d)+100(b-c)+10(c-b)+d-a=999(a-d)+90(b-c)
我们注意到T(M)仅依赖于（a-d）与（b－c），因为数字a，b，c，d不全相等，因此由a≥b≥c≥d可推出；a-d＞0而b-c≥0．
此外b、c在a与d之间，所以a-d≥b-c，这就意味着a-d可以取1,2,…,9九个值，并且如果它取这个集合的某个值n，b-c只能取小于n的值，至多取n．
例如，若a-d=1，则b-c只能在0与1中选到，在这种情况下，T(M)只能取值：
999×(1)+90×(0)=0999
999×(1)+90×(1)=1089
类似地,若a-d=2, T(M)只能取对应于b-c=0,1,2的三个值．把a-d=1,a-d=2,…，a-d=9的情况下b-c所可能取值的个数加起来，我们就得到2＋3＋4＋…＋10＝54
这就是T(M)所可能取的值的个数．在54个可能值中，又有一部分是数码相同仅仅是数位不同的值，这些数值再变换T(M)中都对应相同的值（数学上称这两个数等价），剔除等价的因数，在T(M)的54个可能值中，只有30个是不等价的,它们是：
9990,9981,9972,9963,9954,9810,9711,9621,9531,9441,8820,8730,8721,8640,8622,8550,
8532,8442,7731,7641,7632,7551,7533,7443,6642,6552,6543,5553,5544．
对于这30个数逐个地用上述法则把它换成最大与最小数的差,至多6步就出现6174这个数．证毕．
㈦ 有哪些数学游戏
我们来作一个有趣的数字游戏：请你随手写出一个三位数（要求三位数字不完全相同），然后按照数字从大到小的顺序，把三位数字重新排列，得到一个新数。接下来，再把所得的数的数字顺序颠倒一下，又得到一个新数。把两个新数的差作为一个新的三位数，再重复上述的步骤。继续不停地重复下去，你会得到什么样的结果呢？
例如323，第一个新数是332，第二个新数是是233，它们的差是099（注意以0开头的数，也得看成是一个三位数）；接下来，990－099＝891；981－189＝792；972－279＝693；963－369＝594；954－459＝495；954－459＝495；……
这种不断重复同一操作的过程，在计算机上被称为“迭代”。有趣的是，经过几次迭代之后，三位数最后都会停在495这个数上。
那么对于四位数，是不是也会出现这种情况呢？结果是肯定的，最后都会停在6174这个数上。它仿佛是数的“黑洞”，任何数字不完全相同的四位数，经过上述的“重排”和“求差”运算之后，都会跌进这个“黑洞”——6174，再也出不来了。
前苏联作家高基莫夫在其所著的《数学的敏感》一书中，曾把它列作“没有揭开的秘密”。
有时候，“黑洞”并不仅只有一个数，而是有好几个数，像走马灯一样兜圈子，又仿佛孙悟空跌进了如来佛的手掌心。
例如，对于五位数，已经发现了两个“圈”，它们分别是{63954，61974，82962，75933}与{62964，71973，83952，74943}。有兴趣的读者不妨自己验证一下。
㈧ 一道关于数字黑洞的难题，请教方法
数学黑洞没有什么规律可言,碰巧就是这样而已.
何以这么说呢？4位数会这样，版5位数呢？6位数呢？不是的？以权10进制会这样，11进制呢？12进制呢?答案是不会,而是会运算到几个封闭的循环上面.有的循环个数是1,有的不是.
那么为什么10进制4位数只到6174呢？因为这样的循环包含的数字个数往往本来就只有几个．碰巧10进制4位数时就是1个也并不奇怪．
㈨ 数字黑洞
这个黑洞就是:
123
㈩ 小学数学中黑洞问题
三位数中也有的 495 也是用这个方法算的
另，5 位数里没有一个数的黑洞只有专死循环属
{63954，61974，82962，75933}
{62964，71973，83952，74943}
这两个死循环是五位数的黑洞