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Hemmes mathematische Rätsel: Welche zehnstellige Zahl ist gesucht?

Eine Vielzahl bunter Zahlen in Blau, Rot und Gelb ist spiralförmig auf einem weißen Hintergrund angeordnet. Die Zahlen scheinen sich in die Mitte des Bildes zu drehen und erzeugen einen hypnotischen Effekt. Die Anordnung der Zahlen wirkt zufällig, aber die spiralförmige Struktur verleiht dem Bild eine geordnete Dynamik.

Für welche zehnstellige Zahl a, bei der bei Darstellung durch zehn Sieben-Segment-Ziffern insgesamt b Segmente leuchten, gilt a = bn? Dabei muss n eine ganze Zahl sein. Führende Nullen sind nicht erlaubt.

Ziffer:                                0    1    2    3    4    5    6    7    8    9
Leuchtende Segmente:   6    2    5    5    4    5    6    3    7    6

Bei einer zehnstelligen Zahl a leuchten insgesamt somit mindestens bmin = 20 und höchstens bmax = 70 Segmente. Damit gelten die beiden Ungleichungen 20n < 1010 und 70n ≥ 109. Durch Logarithmieren wird daraus n < 10/(lg 20) und n ≥ 9/(lg 70) oder n < 7,7 und n > 4,8. Da n ganzzahlig sein soll, kann es nur 5, 6 und 7 sein. Für diese drei Exponenten kann man nun die möglichen Intervalle für b bestimmen. Es gilt 109b5 ≤ 1010 – 1 oder \( \sqrt[5]{10^{9}} \) ≤ b ≤ \( \sqrt[5]{10^{10}-1} \), woraus man 645b5 ≤ 705 erhält. Entsprechend ergibt sich für die anderen beiden Exponenten 326b6 ≤ 466 und 207b7 ≤ 267. Probiert man diese 27 Möglichkeiten systematisch durch, findet man als einzige Lösung 4 750 104 241 = 416.

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