Decimal periódico

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Un decimal periódico es una representación decimal de un número cuyos dígitos son eventualmente periódicos (es decir, después de cierto punto, la misma secuencia de dígitos se repite indefinidamente); si esta secuencia consta solo de ceros (es decir, si solo hay un número finito de dígitos distintos de cero), se dice que el decimal es terminal y no se considera periódico.Se puede demostrar que un número es racional si y solo si su representación decimal es periódica o finita. Por ejemplo, la representación decimal de 1/3 se vuelve periódica justo después de la coma decimal, repitiendo el dígito "3" para siempre, es decir, 0,333... Un ejemplo más complicado es 3227/555, cuyo decimal se vuelve periódico en el segundo dígito después del punto decimal y luego repite la secuencia "144" Para siempre, es decir, 5.8144144144... Otro ejemplo es 593/53, que se vuelve periódico después del punto decimal, repitiendo el patrón de 13 dígitos "1886792452830" para siempre, es decir, 11.18867924528301886792452830...

La secuencia de dígitos que se repite infinitamente se denomina repetend o reptend. Si el repetend es un cero, esta representación decimal se denomina decimal terminal en lugar de decimal periódico, ya que los ceros pueden omitirse y el decimal termina antes que estos. Toda representación decimal terminal puede escribirse como una fracción decimal, una fracción cuyo denominador es una potencia de 10 (p. ej., 1,585 = 1585/1000); También se puede escribir como una relación de la forma k/2n·5m (p. ej., 1,585 = 317/23·52). Sin embargo, todo número con una representación decimal exacta también tiene, trivialmente, una segunda representación alternativa como decimal periódico cuyo repetido es el dígito "9". Esto se obtiene al disminuir en uno el último dígito (el de más a la derecha) distinto de cero y añadir un repetido de 9. Dos ejemplos son 1,000... = 0,999... y 1,585000... = 1,584999.... (Este tipo de decimal periódico se puede obtener mediante división larga si se utiliza una versión modificada del algoritmo de división habitual).Cualquier número que no pueda expresarse como cociente de dos enteros se denomina irracional. Su representación decimal no es finita ni se repite infinitamente, sino que se extiende indefinidamente sin repetición (véase § Todo número racional es un decimal finito o periódico). Ejemplos de estos números irracionales son √2 y π.

Antecedentes

Notación

Existen varias convenciones de notación para representar decimales periódicos. Ninguna de ellas tiene aceptación universal.
Notas diferentes con ejemplos
Fracción Vinculum Puntos Los padres Arc Elipsis
1/90.10..10.(1) 0.10.111...
1/3= 3/90.30..30.(3) 0.30.333...
2/3= 6/90.60..60.(6) 0.60.666...
9/11= 81/990.810..8.10.(81) 0.810.8181...
7/12= 525/9000,5830,58.30,58(3) 0,5830,58333...
1/7= 142857/9990.1428570..14285.70.(142857) 0.1428570.142857142857...
1/81= 12345679/9999990.0123456790..01234567.90.(012345679) 0.0123456790,012345679012345679...
22/7= 3142854/9993.1428573..14285.73.(142857) 3.1428573.142857142857...
593/53= 111886792452819/999999999999911.188679245283011..188679245283.011.(1886792452830) 11.188679245283011.18867924528301886792452830...
  • Vinculum: En los Estados Unidos, Canadá, India, Francia, Alemania, Italia, Suiza, Eslovaquia, Eslovenia, Chile y Turquía, la convención es dibujar una línea horizontal (un vinculo) por encima de la repetición.
  • Puntos: En algunos países islámicos, como Malasia, Marruecos, Pakistán, Túnez, Irán, Argelia y Egipto, así como el Reino Unido, Nueva Zelanda, Australia, Sudáfrica, Japón, Tailandia, India, Corea del Sur, Singapur y la República Popular China, la convención debe colocar puntos por encima de los números más externos de la repetición.
  • Los padres: En partes de Europa, incluyendo Austria, Dinamarca, Finlandia, Países Bajos, Noruega, Polonia, Rusia y Ucrania, así como Vietnam e Israel, la convención es encerrar la repetición entre paréntesis. Esto puede causar confusión con la notación para la incertidumbre estándar.
  • Arc: En España y algunos países de América Latina, como Argentina, Brasil y México, la notación de arco sobre el rescate también se utiliza como alternativa al vinculo y la notación de puntos.
  • Elipsis: Informalmente, repetir los decimales a menudo están representados por una elipsis (tres períodos, 0.333...), especialmente cuando las convenciones notacionales anteriores se enseñan primero en la escuela. Esta notación introduce incertidumbre sobre qué dígitos deben repetirse e incluso si la repetición está ocurriendo en absoluto, ya que tales elipses también se emplean para números irracionales; π, por ejemplo, puede ser representado como 3.14159....
En inglés, hay varias maneras de leer decimales periódicos en voz alta. Por ejemplo, 1.234 se puede leer como "uno coma dos repetido tres cuatro", "uno coma dos repetido tres cuatro", "uno coma dos recurrente tres cuatro", "uno coma dos repetido tres cuatro" o "uno coma dos hasta el infinito tres cuatro". Asimismo, 11.1886792452830 puede leerse como "once punto repetido uno doble ocho seis siete nueve dos cuatro cinco dos ocho tres cero", "once punto repetido uno doble ocho seis siete nueve dos cuatro cinco dos ocho tres cero", "once punto recurrente uno doble ocho seis siete nueve dos cuatro cinco dos ocho tres cero", "once punto repetido uno doble ocho seis siete nueve dos cuatro cinco dos ocho tres cero" o "once punto hasta el infinito uno doble ocho seis siete nueve dos cuatro cinco dos ocho tres cero".

Expansión decimales y secuencia de recurrencia

Para convertir un número racional representado como fracción a decimal, se puede usar la división larga. Por ejemplo, considere el número racional 5/74:

  0,067574) 5.00000
 4.44560
 518420
 370500
Etc. Observe que en cada paso tenemos un residuo; los residuos sucesivos mostrados arriba son 56, 42, 50. Cuando llegamos a 50 como residuo y bajamos el "0", nos encontramos dividiendo 500 entre 74, que es el mismo problema con el que comenzamos. Por lo tanto, el decimal se repite: 0.0675675675...

Para cualquier fracción entera A/B, el residuo en el paso k, para cualquier entero positivo k, es A × 10k (módulo B).

Cada número racional es un decimal que termina o repite

Para cualquier divisor dado, solo puede haber un número finito de residuos diferentes. En el ejemplo anterior, los 74 residuos posibles son 0, 1, 2,..., 73. Si en cualquier punto de la división el residuo es 0, la expansión termina en ese punto. Entonces, la longitud del repetido, también llamado "periodo", se define como 0.Si nunca queda 0 como residuo, el proceso de división continúa indefinidamente y, eventualmente, debe quedar un residuo que ya haya quedado. El siguiente paso de la división dará como resultado el mismo dígito en el cociente y el mismo residuo que la vez anterior. Por lo tanto, la siguiente división repetirá los mismos resultados. La secuencia repetitiva de dígitos se llama "repetiend", y tiene una longitud mayor que 0, también llamada "periodo".En base 10, una fracción tiene un decimal periódico si, y solo si, en su forma más simple, su denominador tiene factores primos distintos de 2 o 5, o, en otras palabras, no puede expresarse como 2m 5n, donde m y n son números enteros no negativos.

Cada decimal repetido o terminado es un número racional

Cada número decimal periódico satisface una ecuación lineal con coeficientes enteros, y su única solución es un número racional. En el ejemplo anterior, α = 5.8144144144... satisface la ecuación.

10000α 10 - 10α= 58144.144144...
9990α= 58086
Por lo tanto, α= 58086/9990 = 3227/555
A continuación se describe el proceso para encontrar estos coeficientes enteros.

Prueba formal

Dado un decimal repetido Donde , , y son grupos de dígitos, dejar , el número de dígitos . Multiplying by separa los grupos de repetición y terminación:

Si los decimales terminan (), la prueba está completa. Para con dígitos, deja Donde es un grupo final de dígitos. Entonces,

Donde denota los Yo...T dígito, y

Desde ,

Desde es la suma de un entero () y un número racional (), es también racional.

Cuadro de valores

  • fracción
    decimal
    expansión
    l10binario
    expansión
    l2
    1/20.5 0 0.1 0
    1/30.31 0.012
    1/40,25 0 0,01 0
    1/50.2 0 0.00114
    1/60.161 0,0012
    1/70.1428576 0.0013
    1/80.125 0 0,001 0
    1/90.11 0.0001116
    1/100.1 0 0,000114
    1/110.092 0.000101110110
    1/120,0831 0.00012
    1/130.0769236 0.00010011101112
    1/140,07142856 0,00013
    1/150,061 0.00014
    1/160,0625 0 0,0001 0
  • fracción
    decimal
    expansión
    l10
    1/170.058823529411764716
    1/180,051
    1/190.05263157894736842118
    1/200,05 0
    1/210.0476196
    1/220,0452
    1/230.043478260869565217391322
    1/240,04161
    1/250,04 0
    1/260,03846156
    1/270.0373
    1/280,035714286
    1/290.034482758620689655172413793128
    1/300,031
    1/310.03225806451612915
  • fracción
    decimal
    expansión
    l10
    1/320,03125 0
    1/330.032
    1/340,0294117647058823516
    1/350,02857146
    1/360,0271
    1/370.0273
    1/380,026315789473684210518
    1/390.0256416
    1/400,025 0
    1/410.024395
    1/420,02380956
    1/430.02325581395348837209321
    1/440,02272
    1/450,021
    1/460,0217391304347826086956522
    1/470.0212765957446808510629787234042553191489361746
    1/480,020831
    1/490.02040816326530612244897959183673469387755142
    1/500,02 0
    1/510.019607843137254916
    1/520,019230766
    1/530.018867924528313
    1/540,01853
    1/550,0182
    1/560,0178571426
    1/570.01754385964912280718
    1/580,0172413793103448275862068965528
    1/590.016949152542372881355932203389830508474576271186440677966158
    1/600,0161

Por lo tanto, fracción es la fracción unitaria 1/n y 10 es la longitud de la repetición (decimal).

Las longitudes 10(n) de las repeticiones decimales de 1/n, n = 1, 2, 3,..., son:

0, 1, 0, 1, 6, 0, 1, 6, 0, 1, 0, 2, 1, 6, 6, 1, 0, 16, 1, 18, 0, 6, 2, 22, 1, 0, 6, 3, 6, 28, 1, 15, 0, 2, 16, 6, 1, 3, 18, 6, 0, 5, 6, 21, 2, 1, 22, 46, 1, 42, 0, 16, 6, 13, 6, 13, 3, 2, 6, 18, 6 (secuencia) A051626 en el OEIS).
A modo de comparación, las longitudes 2(n) de los repetidores binarios de las fracciones 1/n, n = 1, 2, 3,..., son:

0, 0, 2, 0, 4, 2, 3, 0, 6, 4, 10, 2, 12, 3, 4, 0, 8, 6, 18, 4, 6, 10, 11, 2, 20, 12, 18, 18, 3, 28, 4, 5, 0, 10, 8, 12, 6, 36, 18, 12, 4, 20, 6, 14, 10, 12, 11,... (=A007733[n], si n no un poder de 2 más =0).

Las repeticiones decimales de 1/n, n = 1, 2, 3,..., son:

0, 0, 3, 0, 6, 142857, 0, 1, 0, 09, 3, 076923, 714285, 6, 0, 0588235294117647, 5, 052631578947368421, 0, 047619, 45, 0434782608695652173913, 6, 0, 384615, 037, 57142828, 034482 29246820642864 (secuencia) A036275 en el OEIS).

Las longitudes de repetición decimal de 1/p, p = 2, 3, 5,... (n-ésimo primo), son:

0, 1, 0, 6, 2, 6, 16, 18, 22, 28, 15, 3, 5, 21, 46, 13, 58, 60, 33, 35, 8, 13, 41, 44, 96, 4, 34, 53, 108, 112, 42, 130, 8, 46, 148, 75, 78, 81, 166, 43, 178, 180, 95, 98, 99, 30, 222, 113, 228, 232, 26 7, 30, 180, 180, 180, 180, 98, 98, 98, 99, 99, 99, 98, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 9... (secuencia) A002371 en el OEIS).
Los primos mínimos p para los cuales 1/p tiene una longitud de repetición decimal n, n = 1, 2, 3,..., son:

3, 11, 37, 101, 41, 7, 239, 73, 333667, 9091, 21649, 9901, 53, 909091, 31, 17, 2071723, 19, 1111111111111111111, 3541, 43, 23, 11111111111111111111111111111111111, 99990001, 21401, 859, 757, 29, 3191, 211, 2791, 2109 A007138 en el OEIS).
Los primos mínimos p para los cuales k/p tiene n ciclos diferentes (1 ≤ kp−1), n = 1, 2, 3,..., son:

7, 3, 103, 53, 11, 79, 211, 41, 73, 281, 353, 37, 2393, 449, 3061, 1889, 137, 2467, 16189, 641, 3109, 4973, 11087, 1321, 101, 7151, 7669, 757, 38629, 1231, 49663, 12289, 859, 239, 27581, 9613, 18131, 137... A054471 en el OEIS).

Fracciones con denominadores primos

Una fracción simplificada con un denominador primo distinto de 2 o 5 (es decir, coprimo con 10) siempre produce un decimal periódico. La longitud del periodo del segmento decimal periódico de 1/p es igual al orden de 10 módulo p. Si 10 es una raíz primitiva módulo p, entonces la longitud del periodo es igual a p − 1; De lo contrario, la longitud de repetición es un factor de p − 1. Este resultado se puede deducir del pequeño teorema de Fermat, que establece que 10p−1 ≡ 1 (mod p).

La raíz digital en base 10 del recíproco de cualquier número primo mayor que 5 es 9.

Si la longitud de repetición de 1/p para el primo p es igual a p − 1, entonces la repetición, expresada como un entero, se denomina número cíclico.

Números cíclicos

Ejemplos de fracciones que pertenecen a este grupo son:
  • 1/7 = 0.142857, 6 dígitos de repetición
  • 1/17 = 0.0588235294117647, 16 dígitos repetidos
  • 1/19 = 0.052631578947368421, 18 dígitos repetidos
  • 1/23 = 0.0434782608695652173913, 22 dígitos repetidos
  • 1/29 = 0.0344827586206896551724137931, 28 dígitos repetidos
  • 1/47 = 0.02127659574468085106297872340425531914893617, 46 dígitos repetidos
  • 1/59 = 0.0169491525423728813559322033898305084745762711864406779661, 58 dígitos repetidos
  • 1/61 = 0.016393442622950819672131147540983606557377049180327868852459, 60 dígitos repetidos
  • 1/97 = 0.010309278350515463917525773195876288659793814432989690721649484536082474226804123711340206185567, 96 dígitos repetidos

La lista puede incluir las fracciones 1/109, 1/113, 1/131, 1/149, 1/167, 1/179, 1/1/193, 1/223, 1/229, etc. (secuencia 1/7 = 1 × 0.142857 = 0.142857

  • 2/7 = 2 × 0.142857 = 0.285714
  • 3/7 = 3 × 0.142857 = 0.428571
  • 4/7 = 4 × 0.142857 = 0.571428
  • 5/7 = 5 × 0.142857 = 0.714285
  • 6/7 = 6 × 0.142857 = 0.857142
  • La razón del comportamiento cíclico se desprende de un ejercicio aritmético de división larga de 1/7: los residuos secuenciales son la secuencia cíclica {1, 3, 2, 6, 4, 5}. Véase también el artículo 142,857 para más propiedades de este número cíclico.

    Una fracción cíclica tiene un decimal periódico de longitud par que se divide en dos secuencias en complemento a nueves. Por ejemplo, 1/7 empieza con '142' y va seguido de '857', mientras que 6/7 (por rotación) empieza con '857' seguido de sus nueves. complemento '142'.

    La rotación del repetido de un número cíclico siempre ocurre de tal manera que cada repetido sucesivo es mayor que el anterior. En la sucesión anterior, por ejemplo, vemos que 0,142857... < 0,285714... < 0,428571... < 0,571428... < 0,714285... < 0,857142... Esto, para fracciones cíclicas con repetidos largos, nos permite predecir fácilmente cuál será el resultado de multiplicar la fracción por cualquier número natural n, siempre que se conozca el repetido.Un primo propio es un primo p que termina en el dígito 1 en base 10 y cuyo recíproco en base 10 tiene una repetición de longitud p − 1. En estos primos, cada dígito 0, 1,..., 9 aparece en la secuencia repetitiva el mismo número de veces que cada uno de los demás dígitos (es decir, p − 1/10 veces). Estas son:

    61, 131, 181, 461, 491, 541, 571, 701, 811, 821, 941, 971, 1021, 1051, 1091, 1171, 1181, 1291, 1301, 1349, 1381, 1531, 1571, 1621, 1741, 1811, 1829, 1861,... A073761 en el OEIS).
    Un primo es un primo propio si y solo si es un primo reptend completo y congruente con 1 mod 10.

    Si un primo p es a la vez primo de repetición completa y primo seguro, entonces 1/p producirá un flujo de p − 1 dígitos pseudoaleatorios. Estos primos son

    7, 23, 47, 59, 167, 179, 263, 383, 503, 863, 887, 983, 1019, 1367, 1487, 1619, 1823, 2063... A000353 en el OEIS).

    Otros recíprocos de primos

    Algunos recíprocos de primos que no generan números cíclicos son:
    • 1/3 = 0.3, que tiene un período (repetir la longitud) de 1.
    • 1/11 = 0.09, que tiene un período de dos.
    • 1/13 = 0.076923, que tiene un período de seis.
    • 1/31 = 0.032258064516129, que tiene un período de 15.
    • 1/37 = 0.027, que tiene un período de tres.
    • 1/41 = 0.02439, que tiene un período de cinco.
    • 1/43 = 0.023255813953488372093, que tiene un período de 21.
    • 1/53 = 0.0188679245283, que tiene un período de 13.
    • 1/67 = 0.014925373134328358208955223880597, que tiene un período de 33.
    • 1/71 = 0.01408450704225352112676058338028169, que tiene un período de 35.
    • 1/73 = 0.01369863, que tiene un período de ocho.
    • 1/79 = 0.0126582278481, que tiene un período de 13.
    • 1/83 = 0.01204819277108433734939759036144578313253, que tiene un período de 41.
    • 1/89 = 0.01123595505617977528089887640449438202247191, que tiene un período de 44.

    (secuencia A006559 en la OEIS)

    La razón es que 3 es divisor de 9, 11 es divisor de 99, 41 es divisor de 99999, etc. Para hallar el periodo de 1/p, podemos comprobar si el primo p divide a un número 999...999 cuyo número de dígitos divida a p − 1. Como el periodo nunca es mayor que p − 1, podemos obtenerlo calculando 10p−1 − 1/p. Por ejemplo, para 11 obtenemos

    y luego, mediante inspección, encuentre la repetición 09 y el período 2.

    Los recíprocos de los primos pueden asociarse con varias secuencias de decimales periódicos. Por ejemplo, los múltiplos de 1/13 pueden dividirse en dos conjuntos, con diferentes repeticiones. El primer conjunto es:

    • 1/13 = 0.076923
    • 10/13 = 0.769230
    • 9/13 = 0.692307
    • 12/13 = 0.923076
    • 3/13 = 0.230769
    • 4/13 = 0.307692

    donde la repetición de cada fracción es un reordenamiento cíclico de 076923. El segundo conjunto es:

    • 2/13 = 0.153846
    • 7/13 = 0.538461
    • 5/13 = 0.384615
    • 11/13 = 0.846153
    • 6/13 = 0.461538
    • 8/13 = 0.615384

    donde la repetición de cada fracción es un reordenamiento cíclico de 153846.

    En general, el conjunto de múltiplos propios de los recíprocos de un primo p consta de n subconjuntos, cada uno con una longitud de repetición k, donde nk = p − 1.

    Totient rule

    Para un entero arbitrario n, la longitud L(n) de la repetición decimal de 1/n divide a φ(n), donde φ es la función totient. La longitud es igual a φ(n) si y solo si 10 es una raíz primitiva módulo n.

    En particular, se deduce que L(p) = p − 1 si y solo si p es primo y 10 es raíz primitiva módulo p. Entonces, las expansiones decimales de n/p para n = 1, 2,..., p − 1, todas tienen periodo p − 1 y difieren solo por una permutación cíclica. Estos números p se denominan primos completamente repetidos.

    Recíprocos de enteros compuestos coprime a 10

    Si p es un primo distinto de 2 o 5, la representación decimal de la fracción 1/p2 se repite:

    1/49 = 0.020408163265306122448979591836734693877551.
    El periodo (longitud de repetición) L(49) debe ser un factor de λ(49) = 42, donde λ(n) se conoce como la función de Carmichael. Esto se deduce del teorema de Carmichael, que establece que si n es un entero positivo, entonces λ(n) es el entero más pequeño m tal que

    para cada entero a que sea coprimo con n.

    El período de 1/p2 suele ser pTp, donde Tp es el período de 1/p. Hay tres primos conocidos para los que esto no es cierto, y para ellos el período de 1/p2 es el mismo que el período de 1/p porque p2 divide a 10p−1−1. Estos tres primos son 3, 487 y 56598313 (secuencia A045616 en la OEIS).

    De manera similar, el periodo de 1/pk suele ser pk–1Tp

    Si p y q son primos distintos de 2 o 5, la representación decimal de la fracción 1/pq se repite. Un ejemplo es 1/119:

    119 = 7 × 17
    λ(7 × 17) = LCM(λ(7), λ17) = LCM(6, 16) = 48,

    donde MCM denota el mínimo común múltiplo.

    El periodo T de 1/pq es un factor de λ(pq) y resulta ser 48 en este caso:

    1/119 = 0.008403361344537815126050420168067226890756302521.

    El periodo T de 1/pq es MCM(Tp, Tq), donde Tp es el periodo de 1/p y Tq es el período de 1/q.

    Si p, q, r, etc. son primos distintos de 2 o 5, y k, , m, etc. son enteros positivos, entonces

    es un decimal periódico con un período de

    donde Tpk, Tq, Trm,... son respectivamente el período de los decimales periódicos 1/pk, 1/q, 1/rm,... como se definió anteriormente.

    Reciprocales de enteros no coprime a 10

    Un entero que no es coprimo de 10, pero tiene un factor primo distinto de 2 o 5, tiene un recíproco eventualmente periódico, pero con una secuencia de dígitos no repetitiva que precede a la parte repetitiva. El recíproco se puede expresar como:

    donde a y b no son ambos cero.

    Esta fracción también se puede expresar como:

    si a > b, o como

    si b > a, o como

    si a = b.

    El decimal tiene:

    • Un transitorio inicial de max(a, b) dígitos después del punto decimal. Algunos o todos los dígitos en el transitorio pueden ser ceros.
    • Una repetición posterior que es la misma que la de la fracción 1/pk ql.

    Por ejemplo, 1/28 = 0,03571428:

    • a = 2, b = 0, y los otros factores pk ql ⋯ = 7
    • hay 2 dígitos no recurrentes iniciales, 03; y
    • hay 6 dígitos repetidos, 571428, la misma cantidad que 1/7 Sí.

    Convertir decimales repetidos en fracciones

    Dado un decimal periódico, es posible calcular la fracción que lo produce. Por ejemplo:
    (multiply each side of the above line by 10)
    (sujeta la primera línea de la segunda)
    (reducir a términos más bajos)
    Otro ejemplo:
    (Move decimal to start of repetition = move by 1 place = billion by 10)
    (collate 2a repetición aquí con 1a anterior = movimiento por 2 lugares = multiplicarse por 100)
    (subtract to clear decimals)
    (reducir a términos más bajos)

    Un atajo

    El procedimiento siguiente se puede aplicar en particular si la repetición tiene n dígitos, todos ellos 0 excepto el último, que es 1. Por ejemplo, para n = 7:

    Entonces, este decimal periódico en particular corresponde a la fracción 1/10n − 1, donde el denominador es el número escrito como n 9s. Sabiendo esto, un decimal periódico general puede expresarse como una fracción sin tener que resolver una ecuación. Por ejemplo, se podría razonar:

    O
    Es posible obtener una fórmula general que exprese un decimal periódico con un período de n dígitos (longitud de repetición), que comienza justo después del punto decimal, como una fracción:

    De forma más explícita, se obtienen los siguientes casos:Si el decimal periódico está entre 0 y 1, y el bloque repetitivo tiene n dígitos, y aparece primero justo después de la coma decimal, la fracción (no necesariamente reducida) será el número entero representado por el bloque de n dígitos dividido entre el representado por n nueves. Por ejemplo,
    • 0,4444... = 4/9 ya que el bloque de repetición es 4 (un bloque de 1 dígitos),
    • 0,565656... = 56/99 ya que el bloque repetidor es 56 (un bloque de 2 dígitos),
    • 0,012012... = 12/999 ya que el bloque repetidor es 012 (un bloque de 3 dígitos); esto reduce aún más a 4/333.
    • 0,99999... 9/9 = 1, ya que el bloque repetidor es 9 (también un bloque de 1 dígitos)
    Si el decimal periódico es el mismo que el anterior, excepto que hay k dígitos adicionales (0) entre la coma decimal y el bloque de n dígitos periódicos, entonces se pueden simplemente añadir k dígitos 0 después de los n dígitos 9 del denominador (y, como antes, la fracción puede simplificarse posteriormente). Por ejemplo,
    • 0,000444... = 4/9.000 ya que el bloque de repetición es 4 y este bloque es precedido por 3 ceros,
    • 0,005656... = 56/9900 ya que el bloque de repetición es 56 y es precedido por 2 ceros,
    • 0,00012012... = 12/99900 = 1/8325 ya que el bloque de repetición es 012 y es precedido por 2 ceros.
    Cualquier decimal periódico que no tenga la forma descrita anteriormente puede escribirse como la suma de un decimal finito y un decimal periódico de uno de los dos tipos anteriores (en realidad, el primer tipo es suficiente, pero podría requerir que el decimal finito sea negativo). Por ejemplo,
    • 1.23444... = 1,23 + 0,00444... = 123/100 + 4/900 = 1107/900 + 4/900 = 1111/900
      • o alternativamente 1.23444... = 0.79 + 0.44444... = 79/100 + 4/9 = 711/900 + 400/900 = 1111/900
    • 0,3789789... = 0,3 + 0,0789789... = 3/10 + 789/9990 = 2997/9990 + 789/9990 = 3786/9990 = 631/1665
      • o alternativamente 0,789789... = 0,6 + 0,789789... = −6/10 + 978/999 =5994/9990 + 9780/9990 = 3786/9990 = 631/1665
    Un método aún más rápido es ignorar el punto decimal por completo y hacerlo así:

    • 1.23444... = 1234 - 123/900 = 1111/900 (El denominador tiene un 9 y dos 0s porque un dígito repite y hay dos dígitos que no hablan después del punto decimal)
    • 0,3789789... = 3789 - 3/9990 = 3786/9990 (El denominador tiene tres 9 y un 0 porque tres dígitos repiten y hay un dígito no recurrente después del punto decimal)
    De ello se deduce que cualquier decimal periódico con punto n y k dígitos después de la coma decimal que no pertenecen a la parte periódica, puede escribirse como una fracción (no necesariamente reducida) cuyo denominador es (10n − 1)10k.

    Por el contrario, el período del decimal periódico de una fracción c/d será (como máximo) el número n más pequeño tal que 10n − 1 sea divisible por d.

    Por ejemplo, la fracción 2/7 tiene d = 7, y el menor k que hace que 10k − 1 sea divisible por 7 es k = 6, porque 999999 = 7 × 142857. Por lo tanto, el periodo de la fracción 2/7 es 6.

    En forma comprimida

    La siguiente imagen sugiere un tipo de compresión del atajo anterior. Ahí está. representa los dígitos de la parte entero del número decimal (a la izquierda del punto decimal), compone la cadena de dígitos del preperíodo y su longitud, y siendo la cadena de dígitos repetidos (el período) con longitud que no es cero.

    Regla de formación

    En la fracción generada, el dígito se repetirá tiempos, y el dígito se repetirá veces.

    Note que en ausencia de un entero parte en el decimal, será representado por cero, que a la izquierda de los otros dígitos, no afectará el resultado final, y puede ser omitido en el cálculo de la función generadora.

    Ejemplos:

    El símbolo en los ejemplos anteriores denota la ausencia de dígitos de parte en el decimal, y una ausencia correspondiente en la fracción generada.

    Repetir decimales como serie infinita

    Un decimal periódico también puede expresarse como una serie infinita. Es decir, un decimal periódico puede considerarse como la suma de un número infinito de números racionales. Para tomar el ejemplo más simple,
    La serie anterior es una serie geométrica cuyo primer término es 1/10 y el factor común es 1/10. Como el valor absoluto del factor común es menor que 1, podemos decir que la serie geométrica converge y hallar el valor exacto en forma de fracción mediante la siguiente fórmula, donde a es el primer término de la serie y r es el factor común.

    De manera similar,

    Multiplicación y permutación cíclica

    El comportamiento cíclico de los decimales periódicos en la multiplicación también conduce a la construcción de enteros que se permutan cíclicamente al multiplicarse por ciertos números. Por ejemplo, 102564 × 4 = 410256. 102564 es la repetición de 4/39 y 410256 es la repetición de 16/39.

    Otras propiedades de repetir longitudes

    Mitchell y Dickson presentan diversas propiedades de las longitudes de repetición (periodos).
    • El período 1/k para entero k siempre ≤ k − 1.
    • Si p es primo, el período de 1/p divide uniformemente en p − 1.
    • Si k es compuesto, el período de 1/k es estrictamente menos que k − 1.
    • El período c/kPara c coprime k, iguala el período 1/k.
    • Si k = 2a·5bn Donde n " 1 " n no es divisible por 2 o 5, entonces la longitud del transito 1/k es max(a, b), y el período igual r, donde r es el orden multiplicativo de 10 mod n, que es el más pequeño entero tal que 10r (modelo) n).
    • Si p, p., p′, ... son principios distintos, luego el período de 1/p p. p′ equivale al múltiplo común más bajo de los períodos 1/p, 1/p., 1/p′, ...
    • Si k y k no tienen factores principales comunes excepto 2 o 5, entonces el período 1/k equivale al múltiplo menos común de los períodos 1/k y 1/k.
    • Para el mejor p, si
    para algunos m, pero
    entonces c ≥ 0 tenemos
    • Si p es un apropiado terminar en un 1, es decir, si la repetición de 1/p es un número cíclico de longitud p − 1 y p = 10h + 1 para algunos h, entonces cada dígito 0, 1, ..., 9 aparece en la repetición exactamente h = p − 1/10 veces.

    Para conocer otras propiedades de los repetiendos, véase también.

    Prórroga a otras bases

    Diversas características de los decimales periódicos se extienden a la representación de números en todas las demás bases enteras, no solo en base 10:

    • Cada número real puede ser representado como una parte entero seguido de un punto de ráx (la generalización de un punto decimal a sistemas no decimales) seguido de un número finito o infinito de dígitos.
    • Si la base es un entero, un terminar secuencia obviamente representa un número racional.
    • Un número racional tiene una secuencia de terminación si todos los factores principales del denominador de la forma fraccional totalmente reducida son también factores de la base. Estos números componen un denso conjunto Q y R.
    • Si el sistema de numeral posicional es estándar, es decir, tiene base
    combinado con un conjunto consecutivo de dígitos
    con r:=bSilencio, dr:=d1 + r − 1 y 0 D, entonces una secuencia de terminación es obviamente equivalente a la misma secuencia con no-terminating parte de repetición que consiste en el dígito 0. Si la base es positiva, entonces existe un homomorfismo del orden lexicográfico de las cadenas infinitas del lado derecho sobre el alfabeto D en algún intervalo cerrado de los reales, que mapea las cuerdas 0.A1A2...Andb y 0.A1A2...An+1)d1 con AiD y An ل db al mismo número real – y no hay otras imágenes duplicadas. En el sistema decimal, por ejemplo, hay 0.9 = 1.0 = 1; en el sistema ternario equilibrado hay 0.1 = 1.T = 1/2.
    • Un número racional tiene una secuencia de repetición indefinida de longitud finita l, si el denominador de la fracción reducida contiene un factor primario que no es un factor de la base. Si q es el factor máximo del denominador reducido que es coprime a la base, l es el exponente más pequeño tal que q divideciones bl − 1. Es el orden multiplicativo ordq()b) de la clase de residuos b mod q que es un divisor de la función Carmichael λ()q) que a su vez es menor q. La secuencia de repetición es precedida por un transitorio de longitud finita si la fracción reducida también comparte un factor primario con la base. Una secuencia de repetición
    representa la fracción
    • Un número irracional tiene una representación de longitud infinita que no es, desde cualquier punto, una secuencia de repetición indefinida de longitud finita.

    Por ejemplo, en duodecimal, 1/2 = 0,6, 1/3 = 0,4, 1/4 = 0,3 y 1/6 = 0,2 todos terminan; 1/5 = 0.2497 se repite con una longitud de período de 4, en contraste con la expansión decimal equivalente de 0,2; 1/7 = 0.186A35 tiene periodo 6 en duodecimal, al igual que en decimal.

    Si b es una base entera y k es un entero, entonces

    Por ejemplo 1/7 en duodecimal:

    que es 0.186A35base 12. 10base 12 es 12base 10, 102base 12 es 144base 10, 21base 12 es 25base 10, A5base 12 es 125base 10.

    Algoritmo para bases positivas

    Para un racional 0 p/q <1 (y base bN>1) existe el siguiente algoritmo que genera la repetición junto con su longitud:

    función b_adic()b,p,q) // b ≥ 2; 0 dígitos = "0123..."; // hasta el dígito con valor b–1Comienzo s = "; // la cadena de dígitos pos = 0; // todos los lugares son correctos al punto del ráx mientras no definida()ocurre[p]) do ocurre[p] = pos; // la posición del lugar con el resto p bp = b*p; z = planta baja()bp/q); // índice z de dígitos dentro: 0 ≤ ≤ b-1 p = b*p  z*q; // 0 ≤ p si p = 0 entonces L = 0; si no z = 0 entonces s = s . subestring()dígitos, z, 1)  final si Regreso ()s); final si s = s . subestring()dígitos, z, 1); // Apéndice el carácter del dígito pos += 1; final mientras L = pos - ocurre[p]; // la longitud de la repetición (según q) // marcar los dígitos de la repetición por un vinculo: para i desde ocurre[p] a pos-1 do subestring()s, i, 1) = overline()subestring()s, i, 1); final para Regreso ()s);final función

    La primera línea resaltada calcula el dígito z.

    La línea siguiente calcula el nuevo residuo p′ de la división módulo el denominador q. Como consecuencia de la función base floor, tenemos:

    por lo tanto

    Y

    Dado que todos estos residuos p son enteros no negativos menores que q, solo puede haber un número finito de ellos, por lo que deben repetirse en el bucle while. Dicha repetición se detecta mediante el array asociativo occurs. El nuevo dígito z se forma en la línea amarilla, donde p es el único no constante. La longitud L del repetido es igual al número de residuos (véase también la sección Todo número racional es un decimal finito o periódico).

    Aplicaciones a la criptografía

    Los decimales periódicos (también llamados secuencias decimales) han encontrado aplicaciones en la codificación criptográfica y de corrección de errores. En estas aplicaciones, generalmente se utilizan decimales periódicos de base 2, lo que da lugar a secuencias binarias. La longitud máxima de la secuencia binaria para 1/p (cuando 2 es una raíz primitiva de p) viene dada por:

    Véase también

    • Representación decimal
    • Full reptend prime
    • Teorema de Midy
    • Número de parásitos
    • Rastreo cero
    • Única prima
    • 0.999... un decimal repetido igual a uno
    • Principio de la pijajo

    Notas

    1. ^ Courant, R. y Robbins, H. ¿Qué es la Matemática?: Un enfoque elemental de las ideas y métodos, segunda edición. Oxford, Inglaterra: Oxford University Press, 1996: p. 67.
    2. ^ Beswick, Kim (2004), "¿Por qué 0.999... = 1?: Una pregunta perenne y sentido del número", Australian Mathematics Teacher, 60 4): 7-9
    3. ^ "Lambert's Original Prueba de que $\pi$ es irracional". Mathematics Stack Exchange. Retrieved 2023-12-19.
    4. ^ Conférence Intercantonale de l'Instruction Editorial de la Suisse Romande et du Tessin (2011). Aide-mémoire. Mathématiques 9-10-11. LEP. pp. 20–21.
    5. ^ Para una base b y un divisor n, en términos de teoría de grupo esta longitud divide
      (con aritmética modular ↑ 1 mod n) que divide la función Carmichael
      que divide de nuevo Función totiente de Euler φ()n).
    6. ^ Vuorinen, Aapeli. "Los números racionales han repetido expansiones decimales". Aapeli Vuorinen. Retrieved 2023-12-23.
    7. ^ "Los Conjuntos de Decimales Repetitivos". www.sjsu.edu. Archivado desde el original el 23 de diciembre de 2023. Retrieved 2023-12-23.
    8. ^ RoRi (2016-03-01). "Probar que cada decimal que repite representa un número racional". Robot atascado. Archivado desde el original el 23 de diciembre de 2023. Retrieved 2023-12-23.
    9. ^ Gray, Alexander J. (marzo de 2000). "Raíces digitales y recíprocos de primos". Boletín matemático. 84 (499): 86. doi:10.2307/3621484. JSTOR 3621484. S2CID 125834304. Para los primos mayores de 5, todas las raíces digitales parecen tener el mismo valor, 9. Podemos confirmar esto si...
    10. ^ Dickson, L. E., Historia de la teoría de los números, Volumen 1, Chelsea Publishing Co., 1952.
    11. ^ William E. Heal. Algunas propiedades de Repetends. Annals of Mathematics, Vol. 3, No. 4 (Aug., 1887), págs. 97 a 103
    12. ^ Albert H. Beiler, Recreaciones en la Teoría de Números, pág. 79
    13. ^ Mitchell, Douglas W., "Un generador de números aleatorios no lineales con longitud de ciclo largo conocida", Cryptologia 17 de enero de 1993, págs. 55 a 62.
    14. ^ Dickson, Leonard E., Historia de la Teoría de Números, Vol. I, Chelsea Publ. Co., 1952 (orig. 1918), págs. 164 a 173.
    15. ^ Armstrong, N. J., y Armstrong, R. J., "Algunas propiedades de répetends", Boletín matemático 87, noviembre de 2003, págs. 437 a 443.
    16. ^ Kak, Subhash, Chatterjee, A. "Sobre secuencias decimales". Transacciones de IEEE sobre información Teoría, vol. IT-27, pp. 647–652, septiembre de 1981.
    17. ^ Kak, Subhash, "Encryption and error-correction using d-sequences". Transactios IEEE en ordenadores, vol. C-34, págs. 803 a 809, 1985.
    • Weisstein, Eric W. "Repeating Decimal". MathWorld.
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