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        歐拉函數(shù)在循環(huán)小數(shù)中的一個妙用

        2019-10-30 03:07:11畢文玲
        當代旅游 2019年4期

        摘要:在分數(shù)化小數(shù)問題上,雖然可以利用同余工具求所化成的循環(huán)小數(shù)的循環(huán)節(jié)長,但若結(jié)合歐拉函數(shù),則可能會事半功倍。本文以純循環(huán)小數(shù)為例,闡述了如何借助歐拉函數(shù)巧求循環(huán)節(jié)長。

        關(guān)鍵詞:歐拉函數(shù);分數(shù);循環(huán)小數(shù);循環(huán)節(jié)長

        一、問題概述

        眾所周知,分數(shù)化小數(shù)時,所化成小數(shù)的類型、位數(shù)、循環(huán)節(jié)長(即循環(huán)節(jié)的位數(shù)),也可以不通過“分子除以分母的結(jié)果”得知。對于最簡真分數(shù)[ab]來說,依據(jù)分母的數(shù)字特征和同余工具便可以知道它能化成哪一類小數(shù)以及小數(shù)的位數(shù)或循環(huán)節(jié)長:

        (一)當blength skillfully

        K與10互質(zhì)即(b,10)=1時,[ab]可化成無限純循環(huán)小數(shù),且純循環(huán)小數(shù)的循環(huán)節(jié)長是滿足[10x≡(mod? ? b)]的最小正整數(shù)[x]。

        (二)當b與10不互質(zhì)時,[ab]可化成有限小數(shù)或無限混循環(huán)小數(shù):

        (1)若[b=2α5β] ([α,β]是非負整數(shù)),則[ab]可化成有限小數(shù),且有限小數(shù)的位數(shù)是[max(α,β)]。

        (2)若[b=2α5β]k([α,β]是非負整數(shù),[k]與10互質(zhì),[k]>1),則[ab]可化成無限混循環(huán)小數(shù),且混循環(huán)小數(shù)的循環(huán)節(jié)長是滿足[10x≡1(mod? ? k)]的最小正整數(shù)[x],小數(shù)點后不循環(huán)部分的位數(shù)是[max(α,β)。]

        這里,值得探討的是循環(huán)節(jié)長度問題。僅以純循環(huán)小數(shù)為例,雖然滿足[10x≡1(mod? ? k)]的最小正整數(shù)[x]就是最簡真分數(shù)[ab]所化成小數(shù)的循環(huán)節(jié)長,但在具體尋找那個“最小正整數(shù)”時,有時會非常繁瑣,因為可能需要逐一考查地尋找。例如[151],難以一下子就找到那個滿足[10x≡1(mod? ? 51)]的最小正整數(shù)[x],若從小到大逐一考查,則需考查如下16個同余式子,甚是麻煩。

        二、歐拉函數(shù)的妙用

        對于上述問題,若借助歐拉函數(shù),則可縮小考查范圍、事半功倍!所謂歐拉函數(shù)就是以正整數(shù)b為自變量、不超過b的正整數(shù)中與b互質(zhì)的數(shù)的個數(shù)為因變量的函數(shù),記作[φ](b),設(shè)b的標準分解式為[b=p1α1p2α2…pnαn],([p1,][p2,…pn]為相異質(zhì)數(shù),[α1,α2…αn]為正整數(shù)),可以證明[φ](b)=[p1α1-1p2α2-1…pnαn-1(p1-1)(p2-1)…(pn-1)] .

        三、結(jié)語

        在循環(huán)節(jié)長度問題上,盡管歐拉函數(shù)可以縮小排查范圍、提高效率,但并不是說利用歐拉函數(shù)就一定方便!對于有些最簡分數(shù)來說,我們很容易發(fā)現(xiàn)那個滿足[10x≡1(mod? ? b)]的最小正整數(shù)x,如果還用歐拉函數(shù)來找,則“畫蛇添足”。例如[299],很容易發(fā)現(xiàn)滿足[10x≡1(mod? ? 99)]的最小正整數(shù)是x=2,即[299]化成小數(shù)后循環(huán)節(jié)長為2(當然也可直接相除),若用歐拉函數(shù)反倒麻煩。故本文的“妙用”只是對某些分數(shù)而言的(相應(yīng)小數(shù)的循環(huán)節(jié)比較長且[φ(b)]的正因數(shù)易求)。

        作者簡介:

        畢文玲(1974-),男,河南南陽人,主要從事師范教育研究。

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