■素数定理(その8)

[1]ところで,なぜ1/7は長さ6の周期をもつのでしょうか?

(10^6−1)/7=142857

言い換えれば,フェルマーの小定理

  10^k=1   (mod7)

となる最小のkを探していることになりますが,これは位数の定義と同じであって,起こり得る最長の周期p−1は,10がpの原始根であるときに起こるというわけです.

  142857×7=999999

  142857=999999/7=(10^6−1)/7

=10^6/7−1/7

=10^6α−α   (α=1/7)

これは,αが循環小数

  1/7=0.142857142857・・・

であることを意味しています,

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[2]循環小数の2分割和

  1/7=0.142857142857・・・

    (循環節:142857の長さ6)

の循環節の長さは偶数であることに注目し2分して,それを足してみると

  142+758=999

  1/17=0.0588235294117647・・・

    (循環節:0588235294117647の長さ16)

の場合は,

  05882352+94117647=99999999

驚いたことに9が並びます.このように分母が7以上の10を原始根とする素数で循環節の長さが偶数の場合,2分して足すと9が並ぶのです.

  分子は1に限らないことにして

  3/7=0.428571428571・・・

    (循環節:428571の長さ6)

の循環節を2分して,それを足してみると428+571=999でしたが,循環節を3分して,それを足してみると

  42+85+71=198=99×2

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[3]a/7の2分割和

 分子は1に限らないことにして,循環節を2分して,それを足してみると

  1/7の循環節:142857→142+758=999

  2/7の循環節:285714→285+714=999

  3/7の循環節:428571→428+571=999

  4/7の循環節:571428→571+428=999

  5/7の循環節:714285→714+285=999

  6/7の循環節:857142→857+142=999

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[4]a/7の3分割和

分子は1に限らないことにして,循環節を3分して,それを足してみると

  1/7の循環節:142857→14+27+58=99

  2/7の循環節:285714→28+57+14=99

  3/7の循環節:428571→42+85+71=198=99×2

  4/7の循環節:571428→57+14+28=99

  5/7の循環節:714285→71+42+85=198=99×2

  6/7の循環節:857142→85+71+42=198=99×2

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