uk702 发表于 2024-1-23 13:20:22

是否任一数字串都可以同时作为 2^n 和 5^n 的公共头部?

我们知道,任一数字串,比如123,总存在 $n$,使得 $2^n$ 以该数字串打头,对于 123 而言,有 $2^{90}=1237940039285380274899124224$ 以 123 打头。
同样,对于任一数字串,总存在 $m$,使得 $5^m$ 以该数字串打头,对于 123 而言,有 $ 5^{106}=123259516440783094595582588325435348386438505485784844495356082916259765625$ 以 123 打头。

那么,对于任一数字串,比如 33,是否存在 $n$,使得 $2^n$ 和$5^n$ 同时以该数字串打头?

特别地,求最小的 $n$,使得$2^n$ 和$5^n$ 具有公共头串,且这个头串不是以 3 打头。
计算表明,在 1~10^7 之间,所有使得$2^n$ 和$5^n$ 具有公共头串的 $n$,$2^n$ 都是以 3打头。

nyy 发表于 2024-1-23 14:38:55

老同志,不要问这类问题,这类问题,没人能回答!

nyy 发表于 2024-1-23 14:40:18

数论的问题,随随便便,就能出个大难题!论坛上没人能回答你,即使有人能回答上来,也不会有人闲的来逛论坛。
真正的学者,每天都忙着思考自己的问题,哪有闲时间来逛论坛

uk702 发表于 2024-1-23 15:51:30

明白了,其实很容易证明 2^n 和 5^n 公共头串必定是 3 打头。

原因是, 2^n * 5^n = 10^n,也就是说, n lg2 = n - n lg5,而 2^n 和 5^n 有公共头串,
∴n lg2 的小数部分 ≈ n lg5 的小数部分 ≈ 0.5,而 lg(x) = 0.5 意味着 x = 3...,也就是必须以 3 打头。

uk702 发表于 2024-1-23 16:39:00

如果问题改成是否任何一个数字串都能作为 2^n 和 7^n 的公共头串?可能这是一个真正难题。

uk702 发表于 2024-1-23 18:23:13

本帖最后由 uk702 于 2024-1-23 20:14 编辑

记得好像存在这样一个定理,若 $\alpha$ 是一个超越数,则存在 $\lambda > 0$ 及无数个整数 $p, q$,使得 $|\alpha - \frac{p}{q}| < \frac{1}{q^{2+\lambda}}$,

基于这个定理(?),可证如下(这个证明似乎没错)

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