■β進数展開とp進数展開

[Q1]Σ1/2^n=1/2+1/4+1/8+・・・=?

[A1]1

[Q2]Σn^3/2^n=1/2+8/4+27/8+・・・=?

[A2]26

[Q2]とともかくとして[Q1]は,一般に

  1=Σ(β−1)/β^n

と書くこととができる.

 β=2のときが

  1=1/2+1/4+1/8+・・・

 β=10のときが

  1=9/10+9/100+9/1000+・・・

それぞれ1のβ進数展開である.

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 有理数→実数→複素数という数の体系の他に,有理数→p進数として発展した数体系があります.そこではまず素数pをひとつ決めておきます.

  a=p^n・b  (bはpで割り切れない)

のとき,aの絶対値を

  |a|p=p^ーn

で定めます.たとえば,p=3のとき,

  |18|p=|2・3^2|p=3^ー2,|19|p=1,|20|p=|2^2・5|p=1,|21|p=|3・7|p=3^ー1

となります.

 ここで定まる絶対値をp進付値と呼びますが,p進付値は大きくなると0に近づきます.そのため,pのベキが大きくなるようにつけ加えていきます.

  Qp={a-np^-n+a-n+1p^-n+1+・・・+a0+a1p+・・・}

  0≦ai≦n−1

 ここで不思議なことが起こります.

  1+7+7^2+7^3+・・・

  1+7+7^2+7^3+・・・+7^n=(7^n+1−1)/(7−1)

  7^n+1→0

ですから,

  1+7+7^2+7^3+・・・=−1/6

  1+2+2^2+2^3+・・・=−1

  Σ(p−1)p^n=−1

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