Problemas Teoremas

Abril 2, 2010

Período da dízima que representa 629/9801

Filed under: Cálculo,Matemática,Matemáticas Gerais,PARI,Programação,Séries — Américo Tavares @ 12:25 pm
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Neste comentário o leitor Ronaebson perguntou-me:

Quantas algarismos possui o período da dízima

(0,171717\ldots)\times (0,373737\dots )\quad ?
 

Resposta: o número de dígitos do período da dízima é igual a 396.

Obtive-o no software PARI/GP:

0, ( 0 6 4 1 7 7 1 2 4 7 8 3 1 8 5 3 8 9 2 4 5 9 9 5 3 0 6 6 0 1 3 6 7  2 0 7 4 2 7 8 1 3 4 8 8 4 1 9 5 4 9 0 2 5 6 0 9 6 3 1 6 7 0 2 3 7 7 3 0 8 4 3 7 9 1 4 4 9 8 5 2 0 5 5 9 1 2 6 6 1 9 7 3 2 6 8 0 3 3 8 7 4 0 9 4 4 8 0 1 5 5 0 8 6 2 1 5 6 9 2 2 7 6 2 9 8 3 3 6 9 0 4 3 9 7 5 1 0 4 5 8 1 1 6 5 1 8 7 2 2 5 7 9 3 2 8 6 3 9 9 3 4 7 0 0 5 4 0 7 6 1 1 4 6 8 2 1 7 5 2 8 8 2 3 5 8 9 4 2 9 6 5 0 0 3 5 7 1 0 6 4 1 7 7 1 2 4 7 8 3 1 8 5 3 8 9 2 4 5 9 9 5 3 0 6 6 0 1 3 6 7 2 0 7 4 2 7 8 1 3 4 8 8 4 1 9 5 4 9 0 2 5 6 0 9 6 3 1 6 7 0 2 3 7 7 3 0 8 4 3 7 9 1 4 4 9 8 5 2 0 5 5 9 1 2 6 6 1 97 3 2 6 8 0 3 3 8 7 4 0 9 4 4 8 0 1 5 5 0 8 6 2 1 5 6 9 2 2 7 6 2 9 8 3 3 6 9 0 4 3 9 7 5 1 0 4 5 8 1 1 6 5 1 8 7 2 2 5 7 9 3 2 8 6 3 9 9 3 4 7 0 0 5 4 0 7 6 1 1 4 6 8 2 1 7 5 2 8 8 2 3 5 8 9 4 2 9 6 5 0 0 3 5 7 1)

ou, de forma menos precisa, mas talvez mais sugestiva:

0, 0 6 4 1 7 7 1 2 4 7 . . . 2 9 6 5 0 0 3 5 7 1′ 0 6 4 1 7 7 1 2 4 7 . . . 2 9 6 5 0 0 3 5 7 1′ 0 6 4 1 7 7 1 2 4 7 . . . 2 9 6 5 0 0 3 5 7 1′ . . .

Contei o número de dígitos:

\overset{396\text{ d\'{\i}gitos}}{\overbrace{0641771247...2965003571}} 

Represento por a=0,171717\dots e b=0,373737\dots os dois factores, que se podem exprimir nas fracções:

a=\dfrac{17}{10^2-1}=\dfrac{17}{99}

e

b=\dfrac{37}{10^2-1}=\dfrac{37}{99}

O produto

ab=\dfrac{17}{99}\times\dfrac{37}{99}=\dfrac{629}{9801}

é igual a

\dfrac{N}{10^{p}-1}

em que N é o inteiro

N=629\dfrac{10^{396}-1}{9801}

e p=396 o período da dízima, ou seja:

\dfrac{629}{9801}=\dfrac{N}{10^{p}-1}=\dfrac{629\dfrac{10^{396}-1}{9801}}{10^{396}-1}=\dfrac{6417 71247\ldots 2965003571}{10^{396}-1}

sendo

 \dfrac{10^{396}-1}{9801}

um número inteiro.

Problema em aberto: provar teoricamente que 396 é o menor valor de p  tal que p,N\in\mathbb{N} e

\dfrac{N}{10^p-1}=\dfrac{629}{9801}.

[Editado: acrescentados pormenores e feitas alterações diversas, incluindo o título]. 

Março 22, 2010

Solução do Desafio sobre sequências (sucessões): descobrir o termo geral :: Solution to the Challenge: Find the general term of a sequence

Enunciado do Desafio/Challenge Statement

Qual é o próximo termo da sucessão seguinte? / Which is the next term of the following sequence?

\dfrac{1}{4},\dfrac{1}{8},\dfrac{1}{8},\dfrac{3}{16},\dfrac{3}{8},\dots

E o termo de ordem 20? / And its 20^{\text{th }}  term?

Adenda/Addendum

Nota: os termos são fracções reduzidas.

Remark: every term of the sequence is a  fraction in its lowest terms.

    Solução/Solution

O termo geral da sucessão é/The sequence general term is:

   \dfrac{(n-1)!}{2^{n+1}}

mas expresso como fracção reduzida  [gcd (greatest common divisoré o m.d.c. ou mdc  (máximo divisor comum)]/but written as a  fraction in its lowest terms 

  \dfrac{((n-1)!)/\gcd ((n-1)!,2^{n+1})}{2^{n+1}/\gcd ((n-1)!,2^{n+1})}\qquad (*)

 

 

Em PARI/GP obtém-se com/With this line of code in PARI/GP


        for(n=1,20,print(n ” : ” ((n-1)!/(2^(n+1)))))

isto / we get

    1 : 1/4
    2 : 1/8
    3 : 1/8
    4 : 3/16
    5 : 3/8
    6 : 15/16
    7 : 45/16
    8 : 315/32
    9 : 315/8
    10 : 2835/16
    11 : 14175/16
    12 : 155925/32
    13 : 467775/16
    14 : 6081075/32
    15 : 42567525/32
    16 : 638512875/64
    17 : 638512875/8
    18 : 10854718875/16
    19 : 97692469875/16
    20 : 1856156927625/32
   
   

Assim o sexto é/Hence the 6th term is

\dfrac{15}{16}

 e o vigésimo/and the 20th,

\dfrac{1856156927625}{32}.

   
O leitor d3r4z descobriu o 6.º temo aqui / The reader d3r4z found the 6th term here

(\ast ) – 24.03.10 –  acrescentado / added

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