Conway常数是怎么得来的?

    在所有寻找数字规律的谜题中,下面这个难题可能是最有意思的题目之一了:

1, 11, 21, 1211, 111221, 312211, 13112221, 1113213211, ⋯⋯
上面这个数列有什么规律?

    若你是第一次听到这个问题,你一定会非常喜欢问题的答案:下一个数是对上一个数的描述,比方说 1211 里有 “ 1 个 1 , 1 个 2 , 2 个 1 ” ,那么 111221 就是它的下一个数。通常我们把这个数列叫做“外观数列”。
    作为一个让人拍案叫绝的智力游戏,外观数列的故事似乎就已经到此为止了。可是,人们渐渐发现,外观数列里面还大有文章可做。例如,数列中的数虽然会越来越长,但数字 4 始终不会出现。这些优雅的性质成功地引来了数学家们的围观。在对外观数列的研究中,最引人注目的成果之一要归功于英国数学家 John Conway 。 1987 年, John Conway 发现,在这个数列中,相邻两数的长度之比越来越接近一个固定的数。最终,数列的长度增长率将稳定在 30% 左右。事实上,如果把数列中第 n 个数的长度记作 L_n ,则当 n 趋于无穷大的时候, L_(n+1) / L_n 将趋于一个极限。 John Conway 把这个极限用希腊字母 λ 表示,并证明了这个数是 71 次方程

x^71 – x^69 – 2*x^68 – x^67 + 2*x^66 + 2*x^65 + x^64 – x^63 – x^62 – x^61 – x^60 – x^59 + 2*x^58 + 5*x^57 + 3*x^56 – 2*x^55 – 10*x^54 – 3*x^53 – 2*x^52 + 6*x^51 + 6*x^50 + x^49 + 9*x^48 – 3*x^47 – 7*x^46 – 8*x^45 – 8*x^44 + 10*x^43 + 6*x^42 + 8*x^41 – 5*x^40 – 12*x^39 + 7*x^38 – 7*x^37 + 7*x^36 + x^35 – 3*x^34 + 10*x^33 + x^32 – 6*x^31 – 2*x^30 – 10*x^29 – 3*x^28 + 2*x^27 + 9*x^26 – 3*x^25 + 14*x^24 – 8*x^23 – 7*x^21 + 9*x^20 + 3*x^19 – 4*x^18 – 10*x^17 – 7*x^16 + 12*x^15 + 7*x^14 + 2*x^13 – 12*x^12 – 4*x^11 – 2*x^10 + 5*x^9 + x^7 – 7*x^6 + 7*x^5 – 4*x^4 + 12*x^3 – 6*x^2 + 3*x – 6 = 0

    的唯一实数解,它约为 1.303577 。这就是传说中的 Conway 常数。

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画圈圈和画叉叉的区别

    给你一张纸,要求你在上面画尽可能多的圆圈,使得所有圆圈都不相交。你最多能画多少个?
    显然,你可以画无穷多个圆圈。事实上,你可以画不可数个圆圈——只需要画出一系列半径长均为无理数的同心圆即可。由于每两个无理数之间都夹有有理数,因此任意两个圆都没挨在一块儿。

    给你一张纸,要求你在上面画尽可能多的叉,使得所有的叉都不相交。你最多能画多少个?
    你可以画无穷多个不相交的叉。画法有很多,下图便是一种方案:

  

    现在问题来了:你能在纸上画出不可数个叉吗?如果可以,请给出一种方案;如果不行,证明之。

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《新知客》趣题专栏 2010.10

目前,我正在《新知客》杂志上主持一个趣题栏目。每月杂志发行后,我将在 Blog 上同步更新。点击 这里 可以查看往期题目。

推理
1. 在每一个小题中,我们都按照某种属性把 26 个字母分成了两组。请你找出每个小题中的分组依据。

  (1) CEFGHIJKLMNSTUVWXYZ ABDOPQR
  (2) AEFHIKLMNTVWXYZ BCDGJOPQRSU
  (3) COPSUVWXZ ABDEFGHIJKLMNQRTY
  (4) ABCDEFGQRSTVWXZ HIJKLMNOPUY
  (5) CDILMVX ABEFGHJKNOPQRSTUWYZ

 
2. 在面临二选一的情形犹豫不决时,很多人喜欢用抛硬币来解决问题。但是,由于硬币的两侧轻重不一,因此正反两面出现的几率并不是绝对均等的。这样的话,我们还能让硬币来帮助我们做决定吗?于是就有了下面这个有趣的问题:
假如你手中有一枚不公平的硬币,其中一面朝上的概率更大一些(但是你不知道具体大了多少)。你能想办法用这枚硬币“模拟”出一枚公平的硬币吗?

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