摘要:在分?jǐn)?shù)化小數(shù)問(wèn)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(zhǎng),但若結(jié)合歐拉函數(shù),則可能會(huì)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(zhǎng)。
關(guān)鍵詞:歐拉函數(shù);分?jǐn)?shù);循環(huán)小數(shù);循環(huán)節(jié)長(zhǎng)
一、問(wèn)題概述
眾所周知,分?jǐn)?shù)化小數(shù)時(shí),所化成小數(shù)的類(lèi)型、位數(shù)、循環(huán)節(jié)長(zhǎng)(即循環(huán)節(jié)的位數(shù)),也可以不通過(guò)“分子除以分母的結(jié)果”得知。對(duì)于最簡(jiǎn)真分?jǐn)?shù)[ab]來(lái)說(shuō),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(lèi)小數(shù)以及小數(shù)的位數(shù)或循環(huán)節(jié)長(zhǎng):
(一)當(dāng)blength skillfully
K與10互質(zhì)即(b,10)=1時(shí),[ab]可化成無(wú)限純循環(huán)小數(shù),且純循環(huán)小數(shù)的循環(huán)節(jié)長(zhǎng)是滿足[10x≡(mod? ? b)]的最小正整數(shù)[x]。
(二)當(dāng)b與10不互質(zhì)時(shí),[ab]可化成有限小數(shù)或無(wú)限混循環(huán)小數(shù):
(1)若[b=2α5β] ([α,β]是非負(fù)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(fù)整數(shù),[k]與10互質(zhì),[k]>1),則[ab]可化成無(wú)限混循環(huán)小數(shù),且混循環(huán)小數(shù)的循環(huán)節(jié)長(zhǎng)是滿足[10x≡1(mod? ? k)]的最小正整數(shù)[x],小數(shù)點(diǎn)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(zhǎng)度問(wèn)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(jiǎn)真分?jǐn)?shù)[ab]所化成小數(shù)的循環(huán)節(jié)長(zhǎng),但在具體尋找那個(gè)“最小正整數(shù)”時(shí),有時(shí)會(huì)非常繁瑣,因?yàn)榭赡苄枰鹨豢疾榈貙ふ摇@鏪151],難以一下子就找到那個(gè)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(gè)同余式子,甚是麻煩。
二、歐拉函數(shù)的妙用
對(duì)于上述問(wèn)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(guò)b的正整數(shù)中與b互質(zhì)的數(shù)的個(gè)數(shù)為因變量的函數(shù),記作[φ](b),設(shè)b的標(biāo)準(zhǔn)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(yǔ)
在循環(huán)節(jié)長(zhǎng)度問(wèn)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(shuō)利用歐拉函數(shù)就一定方便!對(duì)于有些最簡(jiǎn)分?jǐn)?shù)來(lái)說(shuō),我們很容易發(fā)現(xiàn)那個(gè)滿足[10x≡1(mod? ? b)]的最小正整數(shù)x,如果還用歐拉函數(shù)來(lái)找,則“畫(huà)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(zhǎng)為2(當(dāng)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(duì)某些分?jǐn)?shù)而言的(相應(yīng)小數(shù)的循環(huán)節(jié)比較長(zhǎng)且[φ(b)]的正因數(shù)易求)。
作者簡(jiǎn)介:
畢文玲(1974-),男,河南南陽(yáng)人,主要從事師范教育研究。