無限循環(huán)小數(shù)與分?jǐn)?shù)的等價性證明
欲證:z.a?a?…a?b?b?…bsb?b?…bs……?p/q
請先至少獨立思考五分鐘??????(其實我覺得二十分鐘都不為過)

下面開始證明
預(yù)設(shè):
①不妨設(shè)有限小數(shù)為循環(huán)節(jié)為0的無限循環(huán)小數(shù);
②對一般形式無限循環(huán)小數(shù):z.a?a?…a?b?b?…bsb?b?…bs……,乘以10?,然后減去整數(shù)部分,得0.b?b?…bsb?b?…bs……。
若0.b?b?…bsb?b?…bs……有分?jǐn)?shù)形式,則一般形式亦有。故證充分性時,不妨設(shè)無限循環(huán)小數(shù)為0.b?b?…bsb?b?…bs……;
②對既約分?jǐn)?shù)p/q,若p≥q,則可減去整數(shù)部分無礙證明,故證必要性時,不妨設(shè)既約分?jǐn)?shù)p/q(p<q)。

充分性:
0.b?b?…bsb?b?…bs……
=b?·10?1+b?·10?2…+bs·10??+b?·10???1+…bs·10?2?……
=b?(10?1+10???1+…)+…+bs(10??+10?2?+…)
應(yīng)用等比無窮求和(公比10??,故收斂)
=b?(10?1/1-10??)+…+bs(10??/1-10??)
=0.b?b?…bs/1-10??
#
必要性:
對p/q(p<q)進(jìn)行除式的過程中會得到一連串余數(shù),如圖p/q取1/7,得余數(shù)1,3,2,6,4,5,1,3……。

已知余數(shù)r滿足0≤r≤q-1,因q是有限正整數(shù),故整數(shù)r在有限次內(nèi)必定重復(fù),而一旦取到重復(fù),即開始循環(huán)。
#

最近只更專欄,分兩個主題。
一是讀書感悟,基本都是數(shù)學(xué)雜書,等整理好思緒開更數(shù)學(xué)史。
二是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)問題,雖說是基礎(chǔ)問題,但其實一般學(xué)生還真回答不上來,譬如今天這個問題。

開第二個主題的原因,是因為之前有篇專欄提到,千萬不要丟棄那些剛開始學(xué)的時候提出的問題。因為你一旦丟棄了,你可能再也意識不到那里存在一個問題。在學(xué)數(shù)學(xué)的路上,你被迫接受的越多,就相當(dāng)于你負(fù)重越多,結(jié)果不言而喻。
我希望后面提出的每個基礎(chǔ)問題,你都能多花時間獨立思考,盡量給出高觀點下的口頭解釋,這是我最愛的,還記得嗎?