像 163/326=1/2 这样的等式还有哪些?

像 163/326=1/2 这样的等式还有哪些?

大老李,“大老李聊数学”主播。

之前回答过这个问题,我搬运一下。以下方法可以找到一大批这种分数:


不久前看到知乎上有这样一个问题,题目来自于一张网络搞笑图:

此图要点在于,163/326 这个分数,经过不正确的约分方式,得到了正确的计算结果。题主就问,如何寻找到这样的,可以经过错误约分,得到正确结果的数字?其中排除像

这种平凡的结果。我把这种数字命名为“可错约数”。

因为“错约”的可能情形非常多,所以先把问题限定为分子分母等长,且约分后,分子为 1 的情况。很快,有人通过计算机,找到了很多这样的数:

一些 3 位“可错约数”:

一些 4 位可错约数:

看上去没啥规律。但我想起之前有关“走马灯数”的文章中,提到一种技巧,可以批量寻找这种“可错约数”。比如,因为分子分母等长,且约分后,结果为 1/n,则分子、分母似乎可以满足以下竖式:

那么以上竖式中,如果省略号部分的数字恰好可约,那么被乘数和积可组成一个“可错约数”。省略号部分可能的组合非常多,不过似乎最简单的一种是这种组合:

其中 a 是 1-9 的某个数字,其余省略号部分完全相等。这种形式的乘积与“走马灯”数很类似,因此可以考虑如下循环小数的乘积形式:

设上式的乘积结果为 x,则

,所以

为被乘数。

综合以上就有:

可解得:

可见

的循环节就是以上的竖式中的循环节。所以只要取 n 和 a 代入:

展开得到循环节,即可生成可错约数。

例如希望结果为 1/2,则 n=2,公式为:

当 a=1 时:

, 循环节最左边添加 2,得到分母:2105263157894736842,分母除以 2 得到分子:1052631578947368421,最终分数为:

a 取其他值一样可以,比如 a=9,

, 则可以得到:

n 取 1 到 9 都可以,比如 n=5, a=3 时:

, 则可以得到:

以上方法稍微改动下就可以有很多变体的解,欢迎发在评论区。