有理數的小數表示若無限,則必為無限迴圈的

2022-02-10 06:09:22 字數 1320 閱讀 9945

有理數的小數表示如果是無限的,則是無限迴圈的.

證明:對於任意給定的正有理數$\frac,a,b\in\mathbf^$.我們考察小學中的長除法的本質.比如,7除以12.因為$7<12$,所以我們先把7乘以10,變成70,然後70除以12.

\begin

70=5\times 12+10

\end

因為10小於12,所以我們把10乘以10,變成100,然後100除以12.

\begin

100=8\times 12+4

\end

因為4小於12,所以我們把4乘以10,變成40,然後40除以12.

\begin

40=3\times 12+4

\end

又是4.所以以後都迴圈了.

我們再考察乙個特例.5除以70.因為$5<70$,所以把5乘以100,變成500,然後500除以70:

\begin

500=7\times 70+10

\end

$r_1=10$小於70,因此把10乘以10,變成100,然後把100除以70:

\begin

100=1\times 70 +30

\end

$r_2=30$小於70,因此把30乘以10,得到300,然後300除以70,可得

\begin

300=4\times 70+20

\end

$r_3=20$小於70,因此把20乘以10,得到200,然後200除以70,可得

\begin

200=2\times 70+60

\end

$r_4=60$小於70,因此把60乘以10,得到600,然後600除以70,可得

\begin

600=8\times 70+40

\end

$r_5=40$小於70,因此把40乘以10,得到400,然後400除以70,可得

\begin

400=5\times 70+50

\end

$r_6=50$小於70,因此把50乘以10,得到500,然後500除以70,可得

\begin

500=7\times 70+10

\end

$r_7=10=r_1$,因此接下來的所有步驟都是迴圈的.從這些特例裡,我們可以窺見一般的端倪.我們看5除以70這個例子.我們發現無限數列$r_1,r_2,r_3,r_4,\cdots$中的每一項都是非負整數,且小於70.這是帶餘除法所決定了的.因此該無限數列必為迴圈數列(為什麼?).這個特例可以推廣至一般,這就解釋了有理數可以表現為無限迴圈小數這個現象.

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