"미디의 정리(Midy's theorem)"의 두 판 사이의 차이

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분수 a/p  (<math>1\leq a \leq p-1</math>) 를 생각하자.
 
분수 a/p  (<math>1\leq a \leq p-1</math>) 를 생각하자.
  
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<math>g_k \equiv a10^k \pmod p</math>, <math>0\leq g_k \leq p-1</math> 라 정의하자. <math>g_0=a</math> 이다.
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<math>g_k \equiv a10^k \pmod p</math>, <math>1\leq g_k \leq p-1</math> 라 정의하자. <math>g_0=a</math> 이다.
  
 
순환마디의 길이가 2n이면, <math>10^n \equiv -1 \pmod p</math> 가 성립하므로, <math>g_n=p-a</math> 임을 안다.
 
순환마디의 길이가 2n이면, <math>10^n \equiv -1 \pmod p</math> 가 성립하므로, <math>g_n=p-a</math> 임을 안다.
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따라서 <math>g_0+g_n+g_{2n}=p</math> 또는 <math>g_0+g_n+g_{2n}=2p</math>가 성립한다.
 
따라서 <math>g_0+g_n+g_{2n}=p</math> 또는 <math>g_0+g_n+g_{2n}=2p</math>가 성립한다.
  
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그러나 <math>0\leq g_k \leq p-1</math> 이므로 <math>1+g_n+g_{2n}=2p</math>일 수 없다. 따라서 <math>g_0+g_n+g_{2n}=p</math>
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그러나 <math>1\leq g_k \leq p-1</math> 이므로 <math>1+g_n+g_{2n}=2p</math>일 수 없다. 따라서 <math>g_0+g_n+g_{2n}=p</math>
  
 
<math>a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}=\frac{g_0 10^n-g_n}{p} + \frac{g_{n} 10^n-g_{2n}}{p}+\frac{g_{2n} 10^n-g_{0}}{p}=\frac{(g_0+g_n+g_{2n})(10^n-1)}{p}=10^n-1</math> ■
 
<math>a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}=\frac{g_0 10^n-g_n}{p} + \frac{g_{n} 10^n-g_{2n}}{p}+\frac{g_{2n} 10^n-g_{0}}{p}=\frac{(g_0+g_n+g_{2n})(10^n-1)}{p}=10^n-1</math> ■
  
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*  일반적으로 소수 p에 대하여, 분수 1/p 를 십진법 전개할 때 얻어지는 순환마디의 길이가 3n 이라고 하자.<br> 분수 a/p  (<math>1\leq a \leq p-1</math>) 또는 (p-a)/p  (<math>1\leq a \leq p-1</math>) 의 순환소수전개를 생각하자.<br> 둘 중의 하나는 <math>a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}= 99\cdots 99</math><br> 다른 하나는, <math>a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}=2* 99\cdots 99</math> 를 만족한다<br>
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*  일반적으로 소수 p에 대하여, 분수 1/p 를 십진법 전개할 때 얻어지는 순환마디의 길이가 3n 이라고 하자.<br> 분수 a/p  (<math>1\leq a \leq p-1</math>) 또는 (p-a)/p  (<math>1\leq a \leq p-1</math>) 의 순환소수전개를 생각하자.<br> 둘 중의 하나는 <math>a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}= 99\cdots 99</math><br> 다른 하나는, <math>a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}=2* 99\cdots 99</math> 를 만족한다<br>
  
 
 
 
 
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** Hans Liebeck,
 
** Hans Liebeck,
 
** <cite>The Mathematical Gazette</cite>, Vol. 85, No. 504 (Nov., 2001), pp. 431-438
 
** <cite>The Mathematical Gazette</cite>, Vol. 85, No. 504 (Nov., 2001), pp. 431-438
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* Brian D. Ginsberg [http://www.jstor.org/stable/4146879 Midy's (Nearly) Secret Theorem: An Extension after 165 Years], <cite>The College Mathematics Journal</cite>, Vol. 35, No. 1 (Jan., 2004), pp. 26-30
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* [http://www.jstor.org/stable/4146879 Midy's (Nearly) Secret Theorem: An Extension after 165 Years]<br>
 
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** Brian D. Ginsberg, <cite>The College Mathematics Journal</cite>, Vol. 35, No. 1 (Jan., 2004), pp. 26-30
 
  
 
 
 
 
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<h5>관련논문</h5>
 
<h5>관련논문</h5>
  
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* Lewittes, Joseph. 2006. “Midy’s Theorem for Periodic Decimals”. <em>math/0605182</em> (5월 7). http://arxiv.org/abs/math/0605182<br>
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* Lewittes, Joseph. 2006. “Midy’s Theorem for Periodic Decimals”. <em>math/0605182</em> (5월 7). http://arxiv.org/abs/math/0605182
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* M. Shrader-Frechette, Complementary Rational Numbers, Math. Mag., 51 (1978) 90–98.
 
* http://www.jstor.org/action/doBasicSearch?Query=
 
* http://www.jstor.org/action/doBasicSearch?Query=
 
* http://www.ams.org/mathscinet
 
* http://www.ams.org/mathscinet

2011년 12월 6일 (화) 02:15 판

이 항목의 수학노트 원문주소

 

 

개요
  • '142857의 신비'에서처럼 142857과 같은 수를 적당한 자리마다 쪼개어 더했을때 9가 많이 나타나는 현상에 대한 일반적인 이해
    • 1+8=4+5=2+7=9
    • 142 + 857=999
    • 428 + 571=999
    • 285 + 714=999
    • 857 + 142=999
    • 571 + 248=999
    • 712 + 485=999
    • 14+28+57=99
    • 42+85+71=198=2*99
  • 대부분의 성질은 순환군 을 통하여 이해할 수 있다

 

 

순환마디의 길이가 2의 배수일때
  • 소수 p에 대하여, 분수 a/p  (\(1\leq a \leq p-1\)) 를 십진법 전개할 때 얻어지는 순환마디의 길이가 2n 이고, 순환마디가 \(a_1a_2\cdots a_{n} a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n}\) 라 하자.
    \(1\leq i \leq n\) 에 대하여, \(a_{i} + a_{i+n}=9\) 이 성립한다.
    또한 \(a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} = 99\cdots 99\)(n개의 9) 가 성립한다.

 

(증명)

분수 a/p  (\(1\leq a \leq p-1\)) 를 생각하자.

\(g_k \equiv a10^k \pmod p\), \(1\leq g_k \leq p-1\) 라 정의하자. \(g_0=a\) 이다.

순환마디의 길이가 2n이면, \(10^n \equiv -1 \pmod p\) 가 성립하므로, \(g_n=p-a\) 임을 안다.

\(a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n}=\frac{g_0 10^n-g_n}{p} + \frac{g_{n} 10^n-g_0}{p}=\frac{(g_0+g_n)(10^n-1)}{p}=10^n-1\) ■

 

 

예 : 1176470588235294
  • p=17
  • 2/17 = 0.11764705882352941176470588235294...
  • 11764705 + 88235294 = 99999999

 

 

순환마디의 길이가 3의 배수일 때
  • 소수 p에 대하여, 분수 1/p 를 십진법 전개할 때 얻어지는 순환마디의 길이가 3n 이고, 순환마디가 \(a_1a_2\cdots a_{n} a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n}a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}\) 라 하자.
    \(a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}= 99\cdots 99\) 가 성립한다

 

(증명)

순환마디의 길이가 3n인 분수 1/p 를 생각하자.

\(g_k \equiv 10^k \pmod p\), \(0\leq g_k \leq p-1\) 라 정의하자. \(g_0=1\) 이다.

\(g_{2n} \equiv g_n^2 \pmod p\), \(g_n^3 \equiv 1 \pmod p\)  이므로, \(g_0+g_n+g_{2n}\equiv 1+g_n+g_n^2=(g_n^3-1)/(g_n-1)\equiv 0 \pmod p\) 이다.

따라서 \(g_0+g_n+g_{2n}=p\) 또는 \(g_0+g_n+g_{2n}=2p\)가 성립한다.

그러나 \(1\leq g_k \leq p-1\) 이므로 \(1+g_n+g_{2n}=2p\)일 수 없다. 따라서 \(g_0+g_n+g_{2n}=p\)

\(a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}=\frac{g_0 10^n-g_n}{p} + \frac{g_{n} 10^n-g_{2n}}{p}+\frac{g_{2n} 10^n-g_{0}}{p}=\frac{(g_0+g_n+g_{2n})(10^n-1)}{p}=10^n-1\) ■

  • 일반적으로 소수 p에 대하여, 분수 1/p 를 십진법 전개할 때 얻어지는 순환마디의 길이가 3n 이라고 하자.
    분수 a/p  (\(1\leq a \leq p-1\)) 또는 (p-a)/p  (\(1\leq a \leq p-1\)) 의 순환소수전개를 생각하자.
    둘 중의 하나는 \(a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}= 99\cdots 99\)
    다른 하나는, \(a_1a_2\cdots a_{n} + a_{n+1}a_{n+2}\cdots a_{2n} +a_{2n+1}a_{2n+2}\cdots a_{3n}=2* 99\cdots 99\) 를 만족한다

 

 

예 : 052631578947368421
  • p=19
    • 1/19=0.052631578947368421052...
    • 52631+578947+368421=999999
  • p=7
    • 3/7 = 0.4285714286...
    • 42+ 85+71=198
    • 4/7 = 0.5714285714
    • 57+14+28=99

 

 

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