Это очень просто
Время на прочтение
2 мин
Количество просмотров 19K
Рассмотрим следующую задачу. Найти период дроби 1/81. Уверяю, что для решения не потребуется ни калькулятор, ни деление столбиком. Для начала вспомним чему равно 81*(Период). Пусть длина периода n, тогда исходная дробь запишется как:
Перепишем данное представление в следующем виде:
Последнее выражение можно представить так:
Ну а теперь то соотношение, которое мы искали:
Для нашего случая это тождество будет следующим:
Разделим левую и правую часть на 9, получим:
Первое число, составленное из одних единиц, которое делится на 9 равно 111111111, это следует из признака делимости на 9. Делить будем через сумму цифр исходного числа. Двигаемся слева направо, складываем цифры делимого и на каждом шаге записываем полученную сумму. Результат работы данного алгоритма — число 12345678,9999… Здесь надо пояснить, что когда мы достигаем крайней правой цифры, то ставим запятую и полученную сумму цифр исходного числа дублируем как бесконечную десятичную дробь. Вспоминаем, что 0,999…=1 и получаем ответ, который мы искали 12345679. Если рассмотреть более общую задачу нахождения периода дроби , то окажется, что период такой дроби имеет длину
и если известен период для случая n-1, то следующий равен произведению данного периода на число вида 11111… (повторяется
раз)22222… (повторяется
раз)33333… (повторяется
раз). Самая правая секция будет иметь вид 8888..889. Последняя цифра девятка.
И еще одно наблюдение, теперь для дробей вида . В этом случае длина периода равна
. И если известен период для случая n-1, то следующий период равен произведению данного периода на число, составленное из 10 блоков, где длина каждого блока
. Блоки имеют следующую структуру:
09090909…
18181818…
27272727…
36363636…
…
последний блок 90909091. Для период 09, для
период будет 09182736455463728191*9=0082644628099173553719.
Проверил формулу для . Получил
75131480090157776108189331329827197595792637114951164537941397445529676934635612
32156273478587528174305033809166040570999248685199098422238918106686701728024042
0736288504883546205860255447032306536438767843726521412471825694966190833959429,
что совпадает с периодом без ведущих нулей.
Приведу код процедур, которые я использовал для проверки своих выводов.
Function GreatestCommonDivisor(x,y)
if x=y then
return x;
endif;
a=min(x,y);
if a=1 then
return 1;
endif;
b=x+y-a;
while TRUE do
c=b%a;
if c=0 then
return a;
endif;
b=a;
a=c;
enddo;
EndFunction
Function NumeratorFractionPeriod(numerator,denumerator)
// дробь a/b
a=numerator;
b=denumerator;
while b%2=0 do
b=b/2;
a=a*5;
enddo;
while b%5=0 do
b=b/5;
a=a*2;
enddo;
//наибольший общий делитель
c=GreatestCommonDivisor(a,b);
a=a/c;
b=b/c;
if b=1 then
Period=string(a);
return Period;
endif;
if a>b then
Period=string((a-a%b)/b);
a=a%b;
if a=0 then
return Period;
endif;
Period=Period+"(";
else
Period="(";
endif;
while a%10=0 do
a=a/10;
enddo;
i=a;
while TRUE do
j=0;
while i<b do
i=i*10;
j=j+1;
if j>1 then
Period=Period+"0";
endif;
enddo;
check=i-a;
if (check%b)=0 then
Period=Period+(check)/b;
break;
else
j=i%b;
Period=Period+(i-j)/b;
i=j;
endif;
enddo;
return Period+")";
EndFunction
Периодические десятичные дроби
10 февраля 2012
Помните, как в самом первом уроке про десятичные дроби я говорил, что существуют числовые дроби, не представимые в виде десятичных (см. урок «Десятичные дроби»)? Мы еще учились раскладывать знаменатели дробей на множители, чтобы проверить, нет ли там чисел, отличных от 2 и 5.
Так вот: я наврал. И сегодня мы научимся переводить абсолютно любую числовую дробь в десятичную. Заодно познакомимся с целым классом дробей с бесконечной значащей частью.
Периодическая десятичная дробь — это любая десятичная дробь, у которой:
- Значащая часть состоит из бесконечного количества цифр;
- Через определенные интервалы цифры в значащей части повторяются.
Набор повторяющихся цифр, из которых состоит значащая часть, называется периодической частью дроби, а количество цифр в этом наборе — периодом дроби. Остальной отрезок значащей части, который не повторяется, называется непериодической частью.
Поскольку определений много, стоит подробно рассмотреть несколько таких дробей:
Эта дробь встречается в задачах чаще всего. Непериодическая часть: 0; периодическая часть: 3; длина периода: 1.
Непериодическая часть: 0,58; периодическая часть: 3; длина периода: снова 1.
Непериодическая часть: 1; периодическая часть: 54; длина периода: 2.
Непериодическая часть: 0; периодическая часть: 641025; длина периода: 6. Для удобства повторяющиеся части отделены друг от друга пробелом — в настоящем решении так делать не обязательно.
Непериодическая часть: 3066; периодическая часть: 6; длина периода: 1.
Как видите, определение периодической дроби основано на понятии значащей части числа. Поэтому если вы забыли что это такое, рекомендую повторить — см. урок «Умножение и деление десятичных дробей».
Переход к периодической десятичной дроби
Рассмотрим обыкновенную дробь вида a/b. Разложим ее знаменатель на простые множители. Возможны два варианта:
- В разложении присутствуют только множители 2 и 5. Эти дроби легко приводятся к десятичным — см. урок «Десятичные дроби». Такие нас не интересуют;
- В разложении присутствует что-то еще, кроме 2 и 5. В этом случае дробь непредставима в виде десятичной, зато из нее можно сделать периодическую десятичную дробь.
Чтобы задать периодическую десятичную дробь, надо найти ее периодическую и непериодическую часть. Как? Переведите дробь в неправильную, а затем разделите числитель на знаменатель «уголком».
При этом будет происходить следующее:
- Сначала разделится целая часть, если она есть;
- Возможно, будет несколько чисел после десятичной точки;
- Через некоторое время цифры начнут повторяться.
Вот и все! Повторяющиеся цифры после десятичной точки обозначаем периодической частью, а то, что стоит спереди — непериодической.
Задача. Переведите обыкновенные дроби в периодические десятичные:
![]()
Все дроби без целой части, поэтому просто делим числитель на знаменатель «уголком»:
Как видим, остатки повторяются. Запишем дробь в «правильном» виде: 1,733 … = 1,7(3).
В итоге получается дробь: 0,5833 … = 0,58(3).
Записываем в нормальном виде: 4,0909 … = 4,(09).
Получаем дробь: 0,4141 … = 0,(41).
Переход от периодической десятичной дроби к обыкновенной
Рассмотрим периодическую десятичную дробь X = abc(a1b1c1). Требуется перевести ее в классическую «двухэтажную». Для этого выполним четыре простых шага:
- Найдите период дроби, т.е. подсчитайте, сколько цифр находится в периодической части. Пусть это будет число k;
- Найдите значение выражения X · 10k. Это равносильно сдвигу десятичной точки на полный период вправо — см. урок «Умножение и деление десятичных дробей»;
- Из полученного числа надо вычесть исходное выражение. При этом периодическая часть «сжигается», и остается обычная дробь;
- В полученном уравнении найти X. Все десятичные дроби переводим в обыкновенные.
Задача. Приведите к обыкновенной неправильной дроби числа:
- 9,(6);
- 32,(39);
- 0,30(5);
- 0,(2475).
Работаем с первой дробью: X = 9,(6) = 9,666 …
В скобках содержится лишь одна цифра, поэтому период k = 1. Далее умножаем эту дробь на 10k = 101 = 10. Имеем:
10X = 10 · 9,6666 … = 96,666 …
Вычитаем исходную дробь и решаем уравнение:
10X − X = 96,666 … − 9,666 … = 96 − 9 = 87;
9X = 87;
X = 87/9 = 29/3.
Теперь разберемся со второй дробью. Итак, X = 32,(39) = 32,393939 …
Период k = 2, поэтому умножаем все на 10k = 102 = 100:
100X = 100 · 32,393939 … = 3239,3939 …
Снова вычитаем исходную дробь и решаем уравнение:
100X − X = 3239,3939 … − 32,3939 … = 3239 − 32 = 3207;
99X = 3207;
X = 3207/99 = 1069/33.
Приступаем к третьей дроби: X = 0,30(5) = 0,30555 … Схема та же самая, поэтому я просто приведу выкладки:
Период k = 1 ⇒ умножаем все на 10k = 101 = 10;
10X = 10 · 0,30555 … = 3,05555 …
10X − X = 3,0555 … − 0,305555 … = 2,75 = 11/4;
9X = 11/4;
X = (11/4) : 9 = 11/36.
Наконец, последняя дробь: X = 0,(2475) = 0,2475 2475 … Опять же, для удобства периодические части отделены друг от друга пробелами. Имеем:
k = 4 ⇒ 10k = 104 = 10 000;
10 000X = 10 000 · 0,2475 2475 = 2475,2475 …
10 000X − X = 2475,2475 … − 0,2475 2475 … = 2475;
9999X = 2475;
X = 2475 : 9999 = 25/101.
Смотрите также:
- Сравнение дробей
- Тест к уроку «Десятичные дроби» (2 вариант)
- Четырехугольная пирамида в задаче C2
- Как сдать ЕГЭ по математике
- Задача B5: площадь сектора
- Задача B4: тарифы на сотовую связь
Период десятичной дроби. Онлайн калькулятор
Онлайн калькулятор нахождения периода десятичной дроби может вычислить период дроби, числителем и
знаменателем которой могут быть как целые числа, так и десятичные дроби.
Для записи десятичной дроби используйте точку либо запятую (например, 1.12 или 1,12). Обратите внимание, что калькулятор вычисления периода десятичной дроби находит период в пределах 30000 чисел, так как длина периода может достигать сотен тысяч символов и
вычисления займут большое количество времени.
Вам могут также быть полезны следующие сервисы |
Калькуляторы (Теория чисел) |
Калькулятор выражений |
Калькулятор упрощения выражений |
Калькулятор со скобками |
Калькулятор уравнений |
Калькулятор суммы |
Калькулятор пределов функций |
Калькулятор разложения числа на простые множители |
Калькулятор НОД и НОК |
Калькулятор НОД и НОК по алгоритму Евклида |
Калькулятор НОД и НОК для любого количества чисел |
Калькулятор делителей числа |
Представление многозначных чисел в виде суммы разрядных слагаемых |
Калькулятор деления числа в данном отношении |
Калькулятор процентов |
Калькулятор перевода числа с Е в десятичное |
Калькулятор экспоненциальной записи чисел |
Калькулятор нахождения факториала числа |
Калькулятор нахождения логарифма числа |
Калькулятор квадратных уравнений |
Калькулятор остатка от деления |
Калькулятор корней с решением |
Калькулятор нахождения периода десятичной дроби |
Калькулятор больших чисел |
Калькулятор округления числа |
Калькулятор свойств корней и степеней |
Калькулятор комплексных чисел |
Калькулятор среднего арифметического |
Калькулятор арифметической прогрессии |
Калькулятор геометрической прогрессии |
Калькулятор модуля числа |
Калькулятор абсолютной погрешности приближения |
Калькулятор абсолютной погрешности |
Калькулятор относительной погрешности |
Дроби |
Калькулятор интервальных повторений |
Учим дроби наглядно |
Калькулятор сокращения дробей |
Калькулятор преобразования неправильной дроби в смешанную |
Калькулятор преобразования смешанной дроби в неправильную |
Калькулятор сложения, вычитания, умножения и деления дробей |
Калькулятор возведения дроби в степень |
Калькулятор перевода десятичной дроби в обыкновенную |
Калькулятор перевода обыкновенной дроби в десятичную |
Калькулятор сравнения дробей |
Калькулятор приведения дробей к общему знаменателю |
Калькуляторы (тригонометрия) |
Калькулятор синуса угла |
Калькулятор косинуса угла |
Калькулятор тангенса угла |
Калькулятор котангенса угла |
Калькулятор секанса угла |
Калькулятор косеканса угла |
Калькулятор арксинуса угла |
Калькулятор арккосинуса угла |
Калькулятор арктангенса угла |
Калькулятор арккотангенса угла |
Калькулятор арксеканса угла |
Калькулятор арккосеканса угла |
Калькулятор нахождения наименьшего угла |
Калькулятор определения вида угла |
Калькулятор смежных углов |
Калькуляторы систем счисления |
Калькулятор перевода чисел из арабских в римские и из римских в арабские |
Калькулятор перевода чисел в различные системы счисления |
Калькулятор сложения, вычитания, умножения и деления двоичных чисел |
Системы счисления теория |
N2 | Двоичная система счисления |
N3 | Троичная система счисления |
N4 | Четырехичная система счисления |
N5 | Пятеричная система счисления |
N6 | Шестеричная система счисления |
N7 | Семеричная система счисления |
N8 | Восьмеричная система счисления |
N9 | Девятеричная система счисления |
N11 | Одиннадцатиричная система счисления |
N12 | Двенадцатеричная система счисления |
N13 | Тринадцатеричная система счисления |
N14 | Четырнадцатеричная система счисления |
N15 | Пятнадцатеричная система счисления |
N16 | Шестнадцатеричная система счисления |
N17 | Семнадцатеричная система счисления |
N18 | Восемнадцатеричная система счисления |
N19 | Девятнадцатеричная система счисления |
N20 | Двадцатеричная система счисления |
N21 | Двадцатиодноричная система счисления |
N22 | Двадцатидвухричная система счисления |
N23 | Двадцатитрехричная система счисления |
N24 | Двадцатичетырехричная система счисления |
N25 | Двадцатипятеричная система счисления |
N26 | Двадцатишестеричная система счисления |
N27 | Двадцатисемеричная система счисления |
N28 | Двадцативосьмеричная система счисления |
N29 | Двадцатидевятиричная система счисления |
N30 | Тридцатиричная система счисления |
N31 | Тридцатиодноричная система счисления |
N32 | Тридцатидвухричная система счисления |
N33 | Тридцатитрехричная система счисления |
N34 | Тридцатичетырехричная система счисления |
N35 | Тридцатипятиричная система счисления |
N36 | Тридцатишестиричная система счисления |
Калькуляторы площади геометрических фигур |
Площадь квадрата |
Площадь прямоугольника |
КАЛЬКУЛЯТОРЫ ЗАДАЧ ПО ГЕОМЕТРИИ |
Калькуляторы (Комбинаторика) |
Калькулятор нахождения числа перестановок из n элементов |
Калькулятор нахождения числа сочетаний из n элементов |
Калькулятор нахождения числа размещений из n элементов |
Калькуляторы линейная алгебра и аналитическая геометрия |
Калькулятор сложения и вычитания матриц |
Калькулятор умножения матриц |
Калькулятор транспонирование матрицы |
Калькулятор нахождения определителя (детерминанта) матрицы |
Калькулятор нахождения обратной матрицы |
Длина отрезка. Онлайн калькулятор расстояния между точками |
Онлайн калькулятор нахождения координат вектора по двум точкам |
Калькулятор нахождения модуля (длины) вектора |
Калькулятор сложения и вычитания векторов |
Калькулятор скалярного произведения векторов через длину и косинус угла между векторами |
Калькулятор скалярного произведения векторов через координаты |
Калькулятор векторного произведения векторов через координаты |
Калькулятор смешанного произведения векторов |
Калькулятор умножения вектора на число |
Калькулятор нахождения угла между векторами |
Калькулятор проверки коллинеарности векторов |
Калькулятор проверки компланарности векторов |
Генератор Pdf с примерами |
Тренажёры решения примеров |
Тренажер по математике |
Тренажёр таблицы умножения |
Тренажер счета для дошкольников |
Тренажер счета на внимательность для дошкольников |
Тренажер решения примеров на сложение, вычитание, умножение, деление. Найди правильный ответ. |
Тренажер решения примеров с разными действиями |
Тренажёры решения столбиком |
Тренажёр сложения столбиком |
Тренажёр вычитания столбиком |
Тренажёр умножения столбиком |
Тренажёр деления столбиком с остатком |
Калькуляторы решения столбиком |
Калькулятор сложения, вычитания, умножения и деления столбиком |
Калькулятор деления столбиком с остатком |
Конвертеры величин |
Конвертер единиц длины |
Конвертер единиц скорости |
Конвертер единиц ускорения |
Цифры в текст |
Калькуляторы (физика) |
Механика |
Калькулятор вычисления скорости, времени и расстояния |
Калькулятор вычисления ускорения, скорости и перемещения |
Калькулятор вычисления времени движения |
Калькулятор времени |
Второй закон Ньютона. Калькулятор вычисления силы, массы и ускорения. |
Закон всемирного тяготения. Калькулятор вычисления силы притяжения, массы и расстояния. |
Импульс тела. Калькулятор вычисления импульса, массы и скорости |
Импульс силы. Калькулятор вычисления импульса, силы и времени действия силы. |
Вес тела. Калькулятор вычисления веса тела, массы и ускорения свободного падения |
Оптика |
Калькулятор отражения и преломления света |
Электричество и магнетизм |
Калькулятор Закона Ома |
Калькулятор Закона Кулона |
Калькулятор напряженности E электрического поля |
Калькулятор нахождения точечного электрического заряда Q |
Калькулятор нахождения силы F действующей на заряд q |
Калькулятор вычисления расстояния r от заряда q |
Калькулятор вычисления потенциальной энергии W заряда q |
Калькулятор вычисления потенциала φ электростатического поля |
Калькулятор вычисления электроемкости C проводника и сферы |
Конденсаторы |
Калькулятор вычисления электроемкости C плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов |
Калькулятор вычисления напряженности E электрического поля плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов |
Калькулятор вычисления напряжения U (разности потенциалов) плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов |
Калькулятор вычисления расстояния d между пластинами в плоском конденсаторе |
Калькулятор вычисления площади пластины (обкладки) S в плоском конденсаторе |
Калькулятор вычисления энергии W заряженного конденсатора |
Калькулятор вычисления энергии W заряженного конденсатора. Для плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов |
Калькулятор вычисления объемной плотности энергии w электрического поля для плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов |
Калькуляторы по астрономии |
Вес тела на других планетах |
Ускорение свободного падения на планетах Солнечной системы и их спутниках |
Генераторы |
Генератор примеров по математике |
Генератор случайных чисел |
Генератор паролей |
This answer seeks to explain why Ross Millikan’s answer works, and provides further information on techniques to speed up the process of seeking the period:
Consider the fraction $frac17$. The decimal expansion of this is
$$
frac17 = 0.overline{142857}
$$
for a period of 6. Now consider what happens when we multiply it by $10^6$:
$$
10^6timesfrac17 = 142857.overline{142857}
$$
Subtracting the original fraction from this gives
$$
(10^6-1)timesfrac17 = 142857
$$
And so, we have
$$
frac17 = frac{142857}{10^6-1}
$$
As you can see, the denominator is one less than a power of 10, and the power is the period of the decimal expansion. This is no accident, and works for any fraction – if you can rewrite it in this form, the denominator reveals the period.
Now, rearrange the equation:
$$
10^6-1 = 142857times 7
$$
So $10^6$ must be one more than a multiple of 7 (or, more generally, $10^n$ must be one more than a multiple of $d$, where $d$ is the denominator of the fraction and $n$ is the period of the decimal expansion) – indeed, it must be the smallest power of 10 (larger than 1) that has this property.
As such, we can use modular arithmetic to look for the period. Since $atimes dequiv 0 pmod d$, we have that $10^n-1equiv0 pmod d$, or
$$10^n equiv 1pmod d$$
And therefore you can just look for the smallest $n>0$ satisfying this.
Of course, there are other approaches to gain the same result, but they’re all fundamentally variants of the same idea. That said, if you can factor $phi(d)$ – the euler totient function of the denominator – then you can accelerate the process of looking for the smallest $n$. For example, when checking 13, you have $phi(13)=12$, so $nin{1,2,3,4,6,12}$ (as these are the factors of 12) – this can save you a lot of computation (especially where $phi(d)$ has only a few large factors and 2).
For example, $phi(167)=166 = 2times83$, so $nin{1,2,83,166}$. Therefore, we need to check only these four, and we can do it quite efficiently. Obviously, neither $10$ nor $100=10^2$ are equivalent to 1 mod 167, so we only need to actually check 83. For this we can use binary exponentiation. Note that $83 = 2^6 + 2^4 + 2^1 + 2^0$. So we can write
$$begin{align}
10^{83} &= 10^{2times(2^5 + 2^3 + 1)}times 10\
&= (10^{2^3times(2^2+1)}times 10)^2 times 10\
&= ((10^{2^2}times10)^{2^3}times 10)^2 times 10
end{align}$$
So, working in modular arithmetic, we can go
$$begin{align}
10^{83} &equiv ((10^{2^2}times10)^{2^3}times 10)^2 times 10 mod 167\
&equiv ((100^2times 10)^{2^3}times 10)^2times10mod167\
&equiv ((147times 10)^{2^3}times 10)^2times10mod167\
&equiv (134^{2^3}times 10)^2times10mod167\
&equiv (87^{2^2}times 10)^2times10mod167\
&equiv (54^2times 10)^2times10mod167\
&equiv (77times 10)^2times10mod167\
&equiv 102^2times10mod167\
&equiv 50times10mod167\
&equiv 166mod167
end{align}$$
This is the same as $-1pmod{167}$, so $n=166$ is the only possible period, and $frac1{167}$ has a period of 166.
Also note that you don’t actually have to expand out the product like that. You can just write the number in binary ($83_{10} = 1010011_2$), then work through the binary digits left-to-right – start with 1, and for each digit, $b$, multiply by $10^b$. Square it after each digit except the last one.