滿足偶數迴圈節對折相加都得9的有理數,需要滿足什麼條件?

時間 2021-06-04 21:51:20

1樓:有丘直方

經過簡單推導可知, 假設滿足題設條件的迴圈節緊接在 後, 則這個數的形式為 , 其中 是迴圈節長度的一半, .

題目描述中的 實際上是 .

2樓:PeaucellieRay

暫時發現了五種滿足的:

(i).分母(素數) 滿足 是模 的原根,i.e.

(ii).分母是 的,比如

(iii).分母是(i)中的冪的,比如

(iv). ,但沒成功推廣到其他形式的分母

(v).一些其他的例子,比如 ,可以找那些 的部分因數乘起來作為分母

另外,分母是上述五種情況的 倍的也滿足.(這是顯然的,因為 是 的因數)

注:我們發現其實(i)(iii)(iv)(v)都是(ii)的特例.(ii)要求的是10模分母q的階是個正偶數 ,符合該條件的任何有理數都可以表示成(ii),下面的證明中,(iii)的證明用的就是這個辦法.

證明:

(i).

先考慮 .

我們知道, ,因此只可能有, ,也就是 ,即 .我們知道 ,也就是說 的小數部分是 ;而這個式子的含義就是將 的迴圈節「對折相加」,也就是說,這樣的 的迴圈節「對折相加」會得到 個 .

再考慮分母不是 的情況.

我們知道 構成 的完全剩餘系,因此將分子乘上任意乙個數之後的小數部分都可以寫成 的小數部分,這樣子迴圈節就輪換了.輪換之後,對折相加的性質自然得以儲存.

問題裡的 就是這種

(ii).

首先考慮級數

因此現在只需要證明 得到的那個數(通過新增首零的方式形成2k位)對折相加會得到 即可,其中 .

根據9的倍數的性質和 [1]的倍數的性質,有對折相加得99..9的性質.(這個證明就不難啦,關鍵是這裡的x是有範圍的)

(iii).

先去看一下我的update2,然後我們現在來證明這種情況的階是偶數.

給出乙個階的性質:如果 是素數, , ,有 或

證明:令 ,因為 是素數,所以我們只需要證明

第乙個,

第二個,只要證明 ,即

首先有比較上面兩個,

因此我們只需要證明

我們有 ,因此 ,因此 ,上式得證.

將這個性質運用在十進位制框架下,即 ,有

因為p滿足10是模p的原根,有 ,因此 ,得證

推廣

在著名的 裡,我們知道 .類似的,對於 的迴圈節 ,對它劃四刀,分成四個四位數,加起來是 ;劃八刀,分成八個二位數,加起來是 ; 的迴圈節 可以劃九刀,分成九個二位數,加起來是 ;甚至還有 的迴圈節 一共 位,劃 刀,加起來 ,可惜劃7刀加出來不太好看,是9和15873的倍數.但它們中的絕大多數都是 和 的倍數(k是劃分後的位數).

這個性質似乎對其他不是1的分子也是成立的.

這個需要考慮的就是 作為分母的數的性質,這是和劃兩刀考慮 類似的.實際上,如果是滿足10是模p的原根的話,對p-1作因數分解 ,分解出的任意因數都可以作為劃分的次數,因為 ,後面的因式正是我們要去考慮的,也就是說我給出的關於p的推廣一定是成立的.

還有更離譜的東西:1/707迴圈節001414427157,分四份加起來999;

這是因為:10模707的階是12,

1/187的迴圈節0053475935828877,分兩份加起來是36363636...(這個問題後面的規律怎麼會那麼多的。。????

這是什麼東西,不懂

另外上面的所有東西對於其他進製顯然也是成立的.

update:(ii)恰巧就是有丘直方的回答,那現在的問題是,如何證明(i)(iii)(iv)一定滿足(ii)的形式?

update2:經某個qq上的大神指點,只需要分母 滿足10模 的階 是個偶數即可,這一點和(ii)也是一致的.因此(i)(iv)都是歸於(ii)的,(iii)的證明即需要證明 時 是個偶數.

update3:解決了(iii),將其歸入了(ii);在開頭加入了注.

update4:解決了大部分推廣問題.

3樓:whitebob

沒有呀,因為你可以構造乙個不滿足這個規律迴圈小數,當然它也是有理數,算出來就好了。

0.1212121212...=4/33

有趣的問題倒是:滿足偶數迴圈節對折相加都得9的有理數,需要滿足什麼條件?

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