擴展提問:當質數越大時,循環節是否也越長?

追問:當分母質數很大(大於等於13)時,是否存在1/11這種小數循環節很短(2位)的情況?


費馬小定理

質數p和整數a,如果a不能被p整除,則a^(p-1)與1對模p同餘。

取a=10,則10^(p-1)-1是p的倍數,即999……999,一共(p-1)個9,這個數是質數p的倍數。

1=0.999……999……,你每(p-1)個9劃一個循環節,每個循環節可以整除p,這樣就可以得到1/p的循環節。我這就是個說明,不是嚴格證明,意思就是這個意思。

你也可以這麼想,1除以p,你列豎式計算的時候,每次除不盡要在後面補0繼續除,每次產生的餘數都是小於p的,除著除著,最多除(p-1)次,產生的餘數就會跟之前的某一次相等,這樣就會循環了。

當質數p越來越大,整體上看趨勢,循環節是越來越長的,但是會有例外,比如37,這個數的循環節只有3,很短,因為999=37*27。


本質上呢,素數 [公式] 循環節 = 9....9(n個9, [公式][公式] [公式]

1/41=0.02439

1/73=0.01369863

1/137=0.00729927


2,5表示懷疑自己什麼時候被開除出質數圈子了

但對除了2,5其他質數做分母的既約分數都成立。


1/2:0.5(不循環)

1/7:0.(142857)循環

1/11:0.9 (09)循環

當(質數)分母大於11時,不會出現2位循環節,簡單證明:

1/99=0.010101...

所以任何小於99的質數(除11)均不會有二位循環節,否則與該分母是質數矛盾。同時證明了大於99時的質數分母不會存在2位循環節,否則將是1/(11的倍數)而不是1/質數。

一位循環節(的必要條件):1/(3k)

二位(充分不必要):1/(11k)等

三位(充分不必要):1/(27k)等

六位(充分不必要):1/(7k)等

etc.(大概是這樣,還是去翻論文吧。)

歡迎來杠,畢竟不是很懂數論。


不一定 那1/5呢 不就是0.2 不過這是由於十進位本身的性質決定的 5是10的真因子 不過確實質數為分母循環的情況很多 關於無限循環小數 你可以看看談祥柏教授的一篇文章 循環節的長短 會有啟發


這個不好說,至少無法嚴格證明,只能觀察基本是,例外也很多,比如1/137的循環節只有8位,而1/23的循環節有22位。


對於任意既約分數(即分子與分母互質的分數),只有在其分母素因子只含2或5時,該分數化為小數後是有限小數.


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