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【转】质数倒数的循环节(200以内)

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学者张九庆先生2008-6-14发表于博客上的文章,给出了分子为1、分母为100以内质数的分数转化成小数的循环节和循环节长度。本文补充101到200以内的相应结果,欢迎网友验证。(质数2,3,5不列入)
循环节长度(period m)m,衍生数集合的子集数n,m n=p-1(其中1<m≤p-1)。
200以内的质数有关数据列表如下,我们要从具体标本



1楼2016-03-03 18:37回复


    2楼2016-03-03 18:38
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      2026-02-27 17:30:34
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      循环节长度等于分母减1的特性————
      可以证明一定为质数.
      实际上,设n > 1是与10互质的正整数,可以证明1/n的循环节长度一定是φ(n)的约数 (*).
      其中φ为Euler函数,φ(n)表示不大于n并与n互质的正整数个数.
      当n为合数时,易得φ(n) < n-1,进而φ(n)的约数 < n-1.
      故1/n的循环节长度一定小于n-1.


      3楼2016-03-03 18:40
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        所以使1/n的循环节长度为n-1的n一定为质数.
        要证明(*),首先将循环节长度进行如下转换.
        易知将1/n的小数点右移k位得到的数为10^k/n.
        若k是1/n的循环节长度,则k是使得10^k/n与1/n小数部分相同的最小正整数,
        也就是使(10^k-1)/n是整数,或者说使10^k-1被n整除的最小正整数.
        更为一般的,k是1/n小数部分的周期,当且仅当10^k-1被n整除.
        其中循环节长度是最小的正周期,任意周期都是它的倍数.
        数论中有Fermat-Euler定理:
        若正整数a与n互质,φ为Euler函数,则a^φ(n)-1被n整除.
        与此相关有原根的概念:
        若k = φ(n)是使a^k-1被n整除的最小正整数,则称a是n的一个原根.
        取a = 10,有(10^φ(n)-1)/n是整数.
        由此可知φ(n)一定是1/n小数部分的一个周期.
        而最小正周期(循环节长度)一定是φ(n)的约数,即(*).
        当n为质数时,φ(n) = n-1,因此1/n的循环节长度是n-1的约数,可能等于n-1.
        至于具体哪些质数的循环节长度为n-1,容易知道就是那些以10为原根的质数.


        4楼2016-03-03 18:41
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          1/7、1/17、1/19、1/23这些分数,化成循环小数后,循环节的位数都比分母少1。这就是秘密所在。
          事实上,当一个质数的倒数化成循环小数后,如果循环节的位数比分母少1,就会出现这种情况。
          还有一个有趣的现象,当一个质数的倒数化成循环小数后,如果用分母去乘它的循环节,就会得到一连串9:
          比如上面所说的几个质数的倒数:
          1/7的循环节是142857,142857×7=999999;
          1/17的循环节是0588235294117647,0588235294117647×17=9999999999999999
          1/19的循环节是052631578947368421,052631578947368421×19=999999999999999999
          1/23的循环节是0434782608695652173913,0434782608695652173913×23=9999999999999999999999


          5楼2016-03-03 19:23
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