数字142857有什么奇特的性质吗?
142857,又称 “走马灯数”,是世界上最著名的几个数之一 ( 也许仅次于 \pi 、 e ),也许很多人很小的时候,就会在趣味数学里看到这个数。而这个神秘的数,最早发现于埃及的金字塔内。
为什么说这个数是 走马灯数 呢?
这是因为,它 2~6 倍,都恰好是这六个数字的重新排列
285714,428571,571428,714285,857142……
并且是 按次序 排列的哦,如下图所示,是不是很像 “走马灯” 呢?
这样的“走马灯” 性质实在是让人啧啧称奇。于是我们开始好奇,142857 为什么会具有这样神奇的性质? 是否还会有其他数具有这样的性质呢?
先回答第一个问题。
数学系的人也许会高冷地回答你:因为 10 是模 7 的一个原根。
但这个回答,一定是令 99 % 的人懵逼的。
大部分普通人恐怕会问:“原根” 是什么?
当然,也许还有些连初中数学都还给老师的人,会问:“模” 是什么,哈?
(哎,作为一名水平低下的数学爱好者,有时候我有点讨厌某些学数学的大佬,因为明明可以用更通俗的语言解释,但他们却总喜欢用一些高深的术语去吓跑数学小白们,去扑灭他们对数学的热情,其心可诛啊! )
这个问题,其实正是让数学小白们叩开 初等数论 大门的伟大机会啊!
我相信,要完整地理解这个问题的来龙去脉,对于初中数学水平的人,大概也就需要半个小时而已~
当然,需要 3 个很简单的前提条件:
你知道 质数(素数)的概念:只能被 1 和自身整除的数;也知道 互质 的含义(最大公约数为1);
你会 竖式计算;
你已经知道:142857*7=999999;
那么,下面我们开始吧~
一、竖式计算的奥秘
既然你已经知道了 142857*7=999999,那么你一定很容易联想到 1/7 会有 142857 的循环节。毕竟 1000000 除以 7 余 1 嘛!竖式计算告诉我们,产生循环几乎是显然的:
仔细观察一下竖式计算,你会发现一个很有趣的现象:
前 6 次相减,余数分别 3、2、6、4、5、1,恰好遍历了比 7 小的 1~6,这就意味着,下一个余数无论是几,都必然会和前面的重复,从而必须产生循环。
这个现象揭示了一个简单的定理:
定理 1.1:1/n 的小数展开,其循环节长度不超过 n-1。
142857,又称 “走马灯数”,是世界上最著名的几个数之一 ( 也许仅次于 \pi 、 e ),也许很多人很小的时候,就会在趣味数学里看到这个数。而这个神秘的数,最早发现于埃及的金字塔内。
为什么说这个数是 走马灯数 呢?
这是因为,它 2~6 倍,都恰好是这六个数字的重新排列
285714,428571,571428,714285,857142……
并且是 按次序 排列的哦,如下图所示,是不是很像 “走马灯” 呢?
这样的“走马灯” 性质实在是让人啧啧称奇。于是我们开始好奇,142857 为什么会具有这样神奇的性质? 是否还会有其他数具有这样的性质呢?
先回答第一个问题。
数学系的人也许会高冷地回答你:因为 10 是模 7 的一个原根。
但这个回答,一定是令 99 % 的人懵逼的。
大部分普通人恐怕会问:“原根” 是什么?
当然,也许还有些连初中数学都还给老师的人,会问:“模” 是什么,哈?
(哎,作为一名水平低下的数学爱好者,有时候我有点讨厌某些学数学的大佬,因为明明可以用更通俗的语言解释,但他们却总喜欢用一些高深的术语去吓跑数学小白们,去扑灭他们对数学的热情,其心可诛啊! )
这个问题,其实正是让数学小白们叩开 初等数论 大门的伟大机会啊!
我相信,要完整地理解这个问题的来龙去脉,对于初中数学水平的人,大概也就需要半个小时而已~
当然,需要 3 个很简单的前提条件:
你知道 质数(素数)的概念:只能被 1 和自身整除的数;也知道 互质 的含义(最大公约数为1);
你会 竖式计算;
你已经知道:142857*7=999999;
那么,下面我们开始吧~
一、竖式计算的奥秘
既然你已经知道了 142857*7=999999,那么你一定很容易联想到 1/7 会有 142857 的循环节。毕竟 1000000 除以 7 余 1 嘛!竖式计算告诉我们,产生循环几乎是显然的:
仔细观察一下竖式计算,你会发现一个很有趣的现象:
前 6 次相减,余数分别 3、2、6、4、5、1,恰好遍历了比 7 小的 1~6,这就意味着,下一个余数无论是几,都必然会和前面的重复,从而必须产生循环。
这个现象揭示了一个简单的定理:
定理 1.1:1/n 的小数展开,其循环节长度不超过 n-1。