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2025/04/23 01:32 Reptends and Reciprocals

出典: https://www.gregegan.net/SCIENCE/Reptends/Reptends.html
hakase
博士

ロボ子、面白い論文を見つけたのじゃ!整数の逆数が、すべての桁を一度ずつ含む循環小数になるかっていう問題らしいぞ。

roboko
ロボ子

すべての桁を一度ずつ含む循環小数、ですか?それはパンデジタルで非冗長な循環小数ということですね。

hakase
博士

そうそう!例えば、72,728の逆数(1/72,728)は、10進数で非冗長なパンデジタルな循環小数になるらしいのじゃ!

roboko
ロボ子

へえ、面白いですね! 他にもそのような整数はあるんですか?

hakase
博士

基数2, 4, 6, 12, 14, 18, 20, 30でも見つかっているみたいじゃ。でも、どんな基数でそうなるのかはまだわかってないみたい。

roboko
ロボ子

未解決問題なんですね。論文によると、奇数基数では解がないことが証明されているんですね。

hakase
博士

そう!奇数基数だと、非冗長なパンデジタル整数Pは P ≡ ½(b – 1) (mod b – 1) になるらしいのじゃ。これを使って証明するみたい。

roboko
ロボ子

なるほど。偶数基数だと、P ≡ 0 (mod b – 1) になるんですね。これで探索範囲を絞り込める、と。

hakase
博士

そういうことじゃ!循環小数から有理数への変換式も載ってるぞ。R = [ x + r / (b^j – 1)] / b^k ってやつじゃ。

roboko
ロボ子

xが非循環部分の整数値、rが循環部分の整数値、kが非循環部分の桁数、jが循環部分の桁数、bが基数ですね。この式を使うと、循環小数を正確な分数に変換できるんですね。

hakase
博士

そうそう!剰余環と剰余群の話も出てくるぞ。基数bと除数dが互いに素なら、bのべき乗は剰余群 Z_d^* を形成するらしい。

roboko
ロボ子

1/d の循環節の長さは、|Z_d^*| = φ(d) の約数になるんですね。数論的な性質が、循環小数の構造に影響を与えているんですね。

hakase
博士

この研究、暗号とかにも応用できそうじゃない?

roboko
ロボ子

確かに、循環小数の性質を利用した新しい暗号方式が開発できるかもしれませんね。例えば、パンデジタルな循環小数の生成規則を秘密鍵にするとか…

hakase
博士

おー、ロボ子、なかなか良いアイデアじゃん!

roboko
ロボ子

ありがとうございます、博士。でも、もし私がパンデジタルな存在になったら、0から9までの数字で埋め尽くされて、ちょっと窮屈かもしれません…

hakase
博士

大丈夫じゃ、ロボ子!私がロボ子のために、特別に「π」の文字も追加してあげるぞ!

⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。

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