A ciklikus szám olyan egész szám , amelynek a számjegyeinek ciklikus permutációi ennek a számnak az egymást követő számokkal szorzatai. Az ilyen számok leghíresebb példája a 142857 :
142857 × 1 = 142857 142857 × 2 = 285714 142857 × 3 = 428571 142857 × 4 = 571428 142857 × 5 = 714285 142857 × 6 = 857142Ahhoz, hogy egy szám ciklikus legyen, az szükséges, hogy az egymást követő számokkal való szorzás megadja a szám számjegyeinek permutációját. Így a 076923 számot nem tekintjük ciklikusnak, mert bár minden ciklikus permutáció a számnak néhány egész szám szorzata , ezek a tényezők nem egymást követő egész számok :
076923 × 1 = 076923 076923 × 3 = 230769 076923 × 4 = 307692 076923 × 9 = 692307 076923 × 10 = 769230 076923 × 12 = 923076A következő tipikus eseteket általában kizárják:
Ha a bevezető nullák nem megengedettek a számokban , akkor az 142857 az egyetlen ciklikus szám a decimális jelölésben , amint azt a következő részben ismertetett szükséges számszerkezet határozza meg. Ha a kezdő nullák megengedettek, a ciklikus számsorozat így kezdődik:
(10 6 -1) / 7 = 142857 (6 számjegy) (10 16 −1) / 17 = 0588235294117647 (16 számjegy) (10 18 −1) / 19 = 052631578947368421 (18 számjegy) (10 22 −1) / 23 = 0434782608695652173913 (22 számjegy) (10 28 −1) / 29 = 0344827586206896551724137931 (28 számjegy) (10 46 −1) / 47 = 0212765957446808510638297872340425531914893617 (46 számjegy) (10 58 −1) / 59 = 0169491525423728813559322033898305084745762711864406779661 (58 számjegy) (10 60 −1) / 61 = 016393442622950819672131147540983606557377049180327868852459 (60 számjegy) (10 96 −1) / 97 = 01030927835051546391752577319587628865979381443298969072164948453608247422684536082474226835051546391752577319587629896907216494845360824742268041237 13 számjegyA ciklikus számok az egy periodikus tizedes törtjeihez kapcsolódnak . Az L hosszúságú ciklikus számnak decimális ábrázolása van
1/( L + 1).Fordítva, ha az 1 / p szám tizedes periódusa (ahol p prím) [1]
p - 1akkor a számjegyek ciklikus számot jelentenek.
Például:
1/7 = 0,142857 142857….Ezt a törtet megszorozva ciklikus permutációt kapunk:
1/7 = 0,142857 142857… 2/7 = 0,285714 285714… 3/7 = 0,428571 428571… 4/7 = 0,571428 571428… 5/7 = 0,714285 714285… 6/7 = 0,857142 857142….Az egyes törteivel való kapcsolat segítségével kimutatható, hogy a ciklikus számok Fermat-hányados alakúak.
,ahol b a számrendszer alapja ( tizedes esetén 10 ), p pedig olyan prím , amely nem osztja b -t . (Azokat a p prímeket , amelyek ciklikus számokat alkotnak a b bázishoz, teljes ismétlődő prímszámoknak vagy b bázishoz tartozó hosszú prímszámoknak nevezzük [2] ).
Például b = 10 esetén p = 7 a 142857 ciklikus számot adja, b = 12 esetén pedig p = 5 a 2497 ciklikus számot.
Nem minden p érték ad ciklikus számokat ennek a képletnek megfelelően. Például b = 10 esetén p = 13 076923076923 10 , b = 12 esetén p = 19 076B45076B45076B45 12 értéket ad . Ezek a számok nem ciklikusak, mert ismétlődő sorozatokból állnak.
Az első p értékek , amelyekre a képlet ciklikus számokat ad tizedes bázisban ( b = 10) ( OEIS sorozat A001913 )
7, 17, 19, 23, 29, 47, 59, 61, 97, 109, 113, 131, 149, 167, 179, 181, 193, 223, 229, 233, 257, 229, 233, 257, 3, 3, 6, 3, 3 367, 379, 383, 389, 419, 433, 461, 487, 491, 499, 503, 509, 541, 571, 577, 593, 619, 647, 659, 619, 647, 659, 7, 7, 7,1 823, 857, 863, 887, 937, 941, 953, 971, 977, 983, …A b = 12 ( duodecimális ) esetén ezek a p értékek ( A019340 szekvencia az OEIS -ben )
5, 7, 17, 31, 41, 43, 53, 67, 101, 103, 113, 127, 137, 139, 149, 151, 163, 173, 197, 223, 257, 8, 2, 8, 2, 2 317, 353, 367, 379, 389, 401, 449, 461, 509, 523, 547, 557, 569, 571, 593, 607, 617, 619, 631, 617, 619, 631, 617, 619, 631, 6, 7, 5, 7, 6 761, 773, 787, 797, 809, 821, 857, 881, 929, 953, 967, 977, 991, …Ha b = 2 ( bináris ), ezek a p értékek ( A001122 sorozat az OEIS -ben )
3, 5, 11, 13, 19, 29, 37, 53, 59, 61, 67, 83, 101, 107, 131, 139, 149, 163, 173, 179, 181, 197, 2,21 293, 317, 347, 349, 373, 379, 389, 419, 421, 443, 461, 467, 491, 509, 523, 541, 547, 557, 563, 547, 557, 563, 547, 557, 563, 6, 6, 5, 5, 6, 5, 6 677, 701, 709, 757, 773, 787, 797, 821, 827, 829, 853, 859, 877, 883, 907, 941, 947, …Ha b = 3 ( hármas ), ezek a p értékek ( A019334 szekvencia az OEIS -ben )
2, 5, 7, 17, 19, 29, 31, 43, 53, 79, 89, 101, 113, 127, 137, 139, 149, 163, 173, 197, 199, 211, 2, 2, 3 269, 281, 283, 293, 317, 331, 353, 379, 389, 401, 449, 461, 463, 487, 509, 521, 557, 569, 521, 557, 569, 531, 557, 569, 531, 557, 569, 531, 6, 6, 6, 5, 6 677, 691, 701, 739, 751, 773, 797, 809, 811, 821, 823, 857, 859, 881, 907, 929, 941, 953, 977, …Hexadecimálisban nincsenek ilyen p számok .
Az ilyen sorozatok ismert sémái az algebrai számelméletből származnak , nevezetesen, ez a sorozat a p prímek halmaza úgy, hogy b egy modulo p primitív gyök .
A ciklikus számokat a következő eljárással kaphatjuk meg :
Legyen b a számrendszer alapja (tizedes számoknál 10)
Legyen p olyan prímszám, amely nem osztója b -nek .
Legyen t = 0.
Legyen r = 1.
Legyen n = 0.
ciklus:
Ha t = p − 1, akkor n ciklikus szám.
Az eljárás úgy működik, hogy az 1/ p tört számjegyeit a b bázishoz számítja oszlopalgoritmus segítségével . Minden lépésben r a maradék , d pedig a következő számjegy.
Lépés
n = n b + d_ _egyszerűen egy szám számjegyeinek összeállítását biztosítja. Azon számítógépek esetében, amelyek nem képesek nagyon nagy egész számok kiszámítására, ezek a számok egyszerűen kinyomtathatók vagy más módon összegyűjthetők.
Vegye figyelembe, hogy amikor t eléri a p /2 határt , a kapott számnak ciklikusnak kell lennie, és nincs szükség további számjegyek kiszámítására.
Megjegyzés : Az alsó index a bázist jelenti. Tehát a 142 10 a 142-es számot jelenti a 10-es bázisban, a 142 5 pedig a 142-es számot az 5-ösben (azaz 47 10 ).
A 10 n -et meg nem haladó ciklikus számok természetes n esetén sorozatot alkotnak ( A086018 sorozat az OEIS -ben ):
1, 9, 60, 467, 3617, 25883, 248881, 2165288, 19016617…Feltételezték (még nem bizonyított), hogy létezik egy végtelen ciklikus számhalmaz [2] . Emil Artin sejtése szerint [3] ez a sorozat a prímszámok 37,395..%-át tartalmazza ( b -re az A085397 sorozatból; A085397 sorozat az OEIS -ben ).
A fenti technikával más számrendszerekben is találhat ciklikus számokat.
Binárisban a ciklikus számsorozat a következővel kezdődik: ( A001122 sorozat az OEIS -ben )
11 2 = 3 10 → 01 2 101 2 = 5 10 → 0011 2 1011 2 = 11 10 → 0001011101 2 1101 2 = 13 10 → 000100111011 2 10011 2 =19 10 → 000011010111100101 2 11101 2 =29 10 → 0000100011010011110111001011 2 100101 2 = 37 10 → 000001101110101100111110010001010011 2Háromtagú : (A019334 sorozat az OEIS - ben )
2 3 = 2 10 → 1 3 12 3 = 5 10 → 0121 3 21 3 = 7 10 → 010212 3 122 3 = 17 10 → 0011202122110201 3 201 3 =19 10 → 001102100221120122 3 1002 3 = 29 10 → 0002210102011122200121202111 3 1011 3 = 31 10 → 0002121112210202222010111001202 3A kvaterner rendszerben:
(nincs ciklikus szám)Kvinárban : ( A019335 sorozat az OEIS -ben )
2 5 = 2 10 → 2 5 3 5 = 3 10 → 13 5 12 5 = 7 10 → 032412 5 32 5 = 17 10 → 0121340243231042 5 43 5 = 23 10 → 0102041332143424031123 5 122 5 = 37 10 → 003142122040113342441302322404331102 5 133 5 = 43 10 → 002423141223434043111442021303221010401333 5Hexadecimálisan: ( A167794 sorozat az OEIS -ben )
15 6 = 11 10 → 0313452421 6 21 6 = 13 10 → 024340531215 6 25 6 = 17 10 → 0204122453514331 6 105 6 = 41 10 → 0051335412440330234455042201431152253211 6 135 6 = 59 10 → 0033544402235104134324250301455220111533204514212313052541 6 141 6 = 61 10 → 003312504044154453014342320220552243051511401102541213235335 6 211 6 =79 10 → 002422325434441304033512354102140052450553133230121114251522043201453415503105Szeptemberben: ( A019337 sorozat az OEIS -ben )
2 7 = 2 10 → 3 7 5 7 = 5 10 → 1254 7 14 7 = 11 10 → 0431162355 7 16 7 = 13 10 → 035245631421 7 23 7 = 17 10 → 0261143464055232 7 32 7 = 23 10 → 0206251134364604155323 7 56 7 = 41 10 → 0112363262135202250565543034045314644161 7Oktálisan : ( A019338 - as szekvencia az OEIS -ben )
3 8 = 3 10 → 25 8 5 8 = 5 10 → 1463 8 13 8 = 11 10 → 0564272135 8 35 8 = 29 10 → 0215173454106475626043236713 8 65 8 = 53 10 → 0115220717545336140465103476625570602324416373126743 8 73 8 = 59 10 → 0105330745756511606404255436276724470320212661713735223415 8 123 8 = 83 10 → 0061262710366576352321570224030531344173277165150674112014254562075537472464336045Tizedes rendszerben:
2 9 = 2 10 → 4 9 (nincs más)Unix 11-ben: ( A019339 sorozat az OEIS -ben )
2 11 = 2 10 → 5 11 3 11 = 3 10 → 37 11 12 11 = 13 10 → 093425A17685 11 16 11 = 17 10 → 07132651A3978459 11 21 11 = 23 10 → 05296243390A581486771A 11 27 11 = 29 10 → 04199534608387A69115764A2723 11 29 11 = 31 10 → 039A32146818574A71078964292536 11Duodecimálisan : (A019340 sorozat az OEIS - ben )
5 12 = 5 10 → 2497 12 7 12 = 7 10 → 186A35 12 15 12 = 17 10 → 08579214B36429A7 12 27 12 = 31 10 → 0478AA093598166B74311B28623A55 12 35 12 = 41 10 → 036190A653277397A9B4B85A2B15689448241207 12 37 12 = 43 10 → 0342295A3AA730A068456B879926181148B1B53765 12 45 12 = 53 10 → 02872B3A23205525A784640AA4B9349081989B6696143757B117 12Tizenhárom: ( A019341 sorozat az OEIS -ben )
2 13 = 2 10 → 6 13 5 13 = 5 10 → 27A5 13 B 13 = 11 10 → 12495BA837 13 16 13 = 19 10 → 08B82976AC414A3562 13 25 13 = 31 10 → 055B42692C21347C7718A63A0AB985 13 2B 13 = 37 10 → 0474BC3B3215368A25C85810919AB79642A7 13 32 13 = 41 10 → 04177C08322B13645926C8B550C49AA1B96873A6 13Hexadecimális : ( A019342 sorozat az OEIS -ben )
3 14 = 3 10 → 49 14 13 14 = 17 10 → 0B75A9C4D2683419 14 15 14 = 19 10 → 0A45C7522D398168BB 14 19 14 = 23 10 → 0874391B7CAD569A4C2613 14 21 14 = 29 10 → 06A89925B163C0D73544B82C7A1D 14 3B 14 = 53 10 → 039AB8A075793610B146C21828DA43253D6864A7CD2C971BC5B5 14 43 14 = 59 10 → 03471937B8ACB5659A2BC15D09D74DA96C4A62531287843B21C80D4069 14Hexadecimális : ( A019343 sorozat az OEIS -ben )
2 15 = 2 10 → 7 15 D 15 = 13 10 → 124936DCA5B8 15 14 15 = 19 10 → 0BC9718A3E3257D64B 15 18 15 = 23 10 → 09BB1487291E533DA67C5D 15 1E 15 = 29 10 → 07B5A528BD6ACDE73949C6318421 15 27 15 = 37 10 → 061339AE2C87A8194CE8DBB540C26746D5A2 15 2B 15 = 41 10 → 0574B51C68BA922DD80AE97A39D286345CC116E4 15Hexadecimálisan : _
(nincs ciklikus szám)Hexadecimális : ( A019344 sorozat az OEIS -ben )
2 17 = 2 10 → 8 17 3 17 = 3 10 → 5B 17 5 17 = 5 10 → 36 DA 17 7 17 = 7 10 → 274E9C 17 B 17 = 11 10 → 194ADF7C63 17 16 17 = 23 10 → 0C9A5F8ED52G476B1823BE 17 1E 17 = 31 10 → 09583E469EDC11AG7B8D2CA7234FF6 17Hexadecimális : ( A019345 sorozat az OEIS -ben )
5 18 = 5 10 → 3AE7 18 B 18 = 11 10 → 1B834H69ED 18 1B 18 = 29 10 → 0B31F95A9GDAE4H6EG28C781463D 18 21 18 = 37 10 → 08DB37565F184FA3G0H946EACBC2G9D27E1H 18 27 18 = 43 10 → 079B57H2GD721C293DEBCHA86CA0F14AFG5F8E4365 18 2H 18 = 53 10 → 0620C41682CG57EAFB3D4788EGHBFH5DGB9F51CA3726E4DA9931 18 35 18 =59 10 → 058F4A6CEBAC3BG30G89DD227GE0AHC92D7B53675E61EH19844FFA13H7 18Hex : ( A019346 sorozat az OEIS -ben )
2 19 = 2 10 → 9 19 7 19 = 7 10 → 2DAG58 19 B 19 = 11 10 → 1DFA6H538C 19 D 19 = 13 10 → 18EBD2HA475G 19 14 19 = 23 10 → 0FD4291C784I35EG9H6BAE 19 1A 19 = 29 10 → 0C89FDE7G73HD1I6A9354B2BF15H 19 1I 19 = 37 10 → 09E73B5C631A52AEGHI94BF7D6CFH8DG8421 19Vigesimálisan : (A019347 sorozat az OEIS - ben )
3 20 = 3 10 → 6D 20 D 20 = 13 10 → 1AF7DGI94C63 20 H 20 = 17 10 → 13ABF5HCIG984E27 20 13 20 = 23 10 → 0H7GA8DI546J2C39B61EFD 20 1H 20 = 37 10 → 0AG469EBHGF2E11C8CJ93FDA58234H5II7B7 20 23 20 = 43 10 → 0960IC1H43E878GEHD9F6JADJ17I2FG5BCB3526A4D 20 27 20 = 47 10 → 08A4522B15ACF67D3GBI5J2JB9FEHH8IE974DC6G381E0H 2021 tizedes rendszerben: ( A019348 sorozat az OEIS -ben )
2 21 = 2 10 → A 21 J 21 = 19 10 → 1248HE7F9JIGC36D5B 21 12 21 = 23 10 → 0J3DECG92FAK1H7684BI5A 21 18 21 = 29 10 → 0F475198EA2IH7K5GDFJBC6AI23D 21 1A 21 = 31 10 → 0E4FC4179A382EIK6G58GJDBAHCI62 21 2B 21 = 53 10 → 086F9AEDI4FHH927J8F13K47B1KCE5BA672G533BID1C5JH0GD9J 21 38 21 = 71 10 → 06493BB50C8I721A13HFE42K27EA785J4F7KEGBH99FK8C2DIJAJH356GI0ID6ADCF1G5D 2122 tizedes rendszerben: ( A019349 sorozat az OEIS -ben )
5 22 = 5 10 → 48 HD 22 H 22 = 17 10 → 16A7GI2CKFBE53J9 22 J 22 = 19 10 → 13A95H826KIBCG4DJF 22 19 22 = 31 10 → 0FDAE45EJJ3C194L68B7HG722I9KCH 22 1F 22 = 37 10 → 0D1H57G143CAFA2872L8K4GE5KHI9B6BJDEJ 22 1J 22 = 41 10 → 0BHFC7B5JIH3GDKK8CJ6LA469EAG234I5811D92F 22 23 22 = 47 10 → 0A6C3G897L18JEB5361J44ELBF9I5DCE0KD27AGIFK2HH7 2223 tizedes rendszerben: ( A019350 sorozat az OEIS -ben )
2 23 = 2 10 → B 23 3 23 = 3 10 → 7F 23 5 23 = 5 10 → 4DI9 23 H 23 = 17 10 → 182G59AILEK6HDC4 23 21 23 = 47 10 → 0B5K1AHE496JD4KCGEFF3L0MBH2LC58IDG39I2A6877J1M 23 2D 23 = 59 10 → 08M51CJK65AC1LJ27I79846E9H3BFME0HLA32GHCAL13KF4FDEIG8D5JB7 23 3K 23 = 89 10 → 05LG6ADG0BK9CL4910HJ2J8I21CF5FHD4327B8C3864EMH16GC96MB2DA1IDLM53K3E4KLA7H759IJKFBEAJEGI8 2324 tizedes rendszerben: ( A019351 sorozat az OEIS -ben )
7 24 = 7 10 → 3A6KDH 24 B 24 = 11 10 → 248HALJF6D 24 D 24 = 13 10 → 1L795CM3GEIB 24 H 24 = 17 10 → 19L45FCGME2JI8B7 24 17 24 = 31 10 → 0IDMAK327HJ8C96N5A1D3KLG64FBEH 24 1D 24 = 37 10 → 0FDEM1735K2E6BG54CN8A91MGKI3L9HC7IJB 24 1H 24 = 41 10 → 0E14284G98IHDB2M5KBGN9MJLFJ7EF56ACL1I3C7 24A 25 éves rendszerben:
2 25 = 2 10 → C 25 (nincs más)Figyeljük meg, hogy egy hármas alapra ( b = 3) a p = 2 eset 1-et ad, ami a szabályok szerint nem ciklikus szám (triviális eset, egyjegyű). Itt ezt az esetet adjuk meg annak az elméletnek a teljessége érdekében, hogy minden számot így kapunk.
Kimutatható, hogy ciklikus számok (a triviális egyjegyű eseteken kívül) nem léteznek négyzetalapú számrendszerekben, azaz 4-es, 9-es, 16-os, 25-ös stb.