■n乗数の上1桁(その5)
n乗数の下1桁の頻度は,0を含めない計算ではあるが,
x : 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x^2: 1 4 9 6 5 6 9 4 1
x^3: 1 8 7 4 5 6 3 2 9
x^4: 1 6 1 6 5 6 1 6 1
ここでは,n乗して上1桁だけ残しておく.
x : 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x^2: 1 4 9 1 2 3 4 6 8
x^3: 1 8 2 6 1 2 3 5 7
x^4: 1 1 8 2 6 1 2 4 6
x^5: 1 3 2 1 3 7 1 3 5
x^6: 1 6 7 4 1 4 1 2 5
x^7: 1 1 2 1 7 2 8 2 4
x^8: 1 2 6 6 3 1 5 1 4
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2のn乗数の場合、2^(n-1)と2^nの桁数が異なるとき、2^nの上1桁はかならず1である。
2^(n+1)は2^nと桁数が同じで、上1桁は1でない。
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[Q]2^100が31桁の数であることを既知として、N=2^n (n=0~100)のうち,上1桁が1であるものの個数を求めよ
[A]1桁、2桁、・・・、31桁のものがちょうど一つずつあるので、答えは31個。
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上1桁が1であることは
10^k<=N<2・10^k
k<=logN/log10<k+log2/log10
すなわち、logN/log10の小数部分が0<=・・・<log2/log10 であることと同値です。
一方、logN/log10の小数部分は円周上にlog2/log10ごとに等間隔で並びます。
区間[0,log2/log10)の長さと等間隔が一致していることから、円周上を回る回数と等しくなる。
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P />2のn乗数の場合、
2→4→8→[1]→3→6→[1]→2→5→[1]→2→4→8→[1]→3→」6→[1]
3のn乗数の場合、
3→9→[2]→8→[2]→7→[2]→6→[1] ・・・ここで破綻
NlogN<1であるのは2だけである
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