是不是任意兩個不為0的整數相除一定會得到三種結果 整數 能最終除盡 無限迴圈小數

時間 2021-06-07 05:04:49

1樓:

首先,有理數就是被定義為整數/非0整數。

同時,整數和有限小數都等於無限迴圈0的小數。

所以問題等價於:有理數=無限迴圈小數。

也就是,有理數都可寫作無限迴圈小數;無限迴圈小數都是有理數。

Part I. 無線迴圈小數都是有理數。

S=無限迴圈小數,則S可被寫為:

我們可以將其寫為

其中 和 都是有理數,所以我們只需要證明

是有理數

我們寫 ,乙個整數。

則 所以 也是有理數, 是有理數

Part II. 有理數都是無限迴圈小數。

我們來試圖將寫成小數形式:

這個過程中我們生成兩組數列:

和 。前者為各位小數依次構成的數列,後者為每次小數與q產生的餘數。有如下關係:

, ,, 我們注意到, ,故 。寫

於是則考慮有序集 和 :他們相等。

同時,所以 至少從 起以至多 的長度迴圈, 是無限迴圈小數。

2樓:Joken

是的。這個證明不難,我說下小學生也能理解的思路吧。

兩個整數a除以b,餘數必定是在0到b之間,只有有限種可能。

我們做除法運算的時候,是逐位算出商和餘數,然後把餘數乘10再繼續求商和餘數。

由於餘數只有有限種,並且相同的餘數會得到相同結果,所以必定會迴圈。

3樓:ZiKing

是的。前兩種情況可以等價為第三種情況,因為整數和能除盡的小數均可以視為迴圈節為 (或 )的小數。

那麼,為什麼乙個分數一定可以變成無限迴圈小數呢?

以下分兩步證明這個結論。

首先證明:對於任意乙個形如 (下面是 個 ,上面的 , )的分數,都可以化為無限迴圈小數。

我們假設 化為小數時等於 ,那麼 ,兩邊加上 ,得 ;

注意到原分數是真分數,故 的整數部分為零,而只有小數部分;

於是我們發覺,等式右邊的 就是將 的小數點向後移動了 位。而因為 ,所以等式兩邊的小數部分、整數部分分別相等。等式左邊的整數部分是 ,而等式右邊的整數部分就是 的小數點後前 位組成的那個整數,二者相等。

這說明 小數點後前 位就是 (正好 個,注意此處允許有前導零)。

等式左邊小數部分就是 ,等式右邊的小數部分是 的小數點向右移動了 位之後剩下的小數部分,二者也相等。也就是說, 向左移動位以後,小數部分不變。這說明,對於任意正整數 ,的小數點後第 位和第 位是相同的,也就是說, 的小數部分以為週期,即為迴圈小數。

這裡實質上證明了,任意乙個分母為 (若干個 )的真分數,均可化為無限迴圈小數。

好了,上面那個結論就證明完了。那麼,對於任意乙個假分數,我們將其化為乙個整數加乙個真分數來考慮;而對於乙個真分數,我們想辦法將其化為 的形式。

以下證明第二個結論:對於任意正整數 ,一定存在 的某個倍數,滿足其在十進位制下是 的形式(不要求 和 一樣多,也不要求一定有 ,但要求所有的 都在 前面)。

使用鴿巢原理(抽屜原理),考慮將 、、 、 、……、 ( 個 )這 個數按照除以 所得的餘數分為 類(除以 所得的餘數只有 、 、…… 這 個),那麼由鴿巢原理知,必有兩數除以 所得的餘數相同,假設它倆為 和 ,不妨假設 。由於 和 除以 所得的餘數相同,所以 一定是 的倍數,而 又恰好是 的形式,故結論得證。

得到以上兩個結論後,就可以完成原命題的證明了。

對於任意乙個真分數 ,我們可以將分母乘上某乙個整數,使其恰好化為 的形式,再乘 進一步化為 的形式,假設 ,則等式右邊可以化為乙個無限迴圈小數。

QAQ.E.D.

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