Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Hogar » Expansión decimal de números racionales (repetend)

Expansión decimal de números racionales (repetend)

1585
Mathematician's desk with notes on decimal expansion of rational numbers, 16th century.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Un número real es racional si y solo si su representación decimal es periódica. Esto significa que la secuencia de dígitos eventualmente repite una secuencia finita de dígitos indefinidamente. Esta parte repetida se llama período. Por ejemplo, [latex]1/3 = 0.333…[/latex] (el período es ‘3’) y [latex]3/7 = 0.428571428571…[/latex] (el período es ‘428571’). Los decimales finitos son un caso especial donde el período es ‘0’.

La conexión entre los números racionales y las expansiones decimales periódicas es un resultado fundamental en la teoría de números. Cualquier número racional [latex]p/q[/latex] se puede convertir a decimal mediante la división larga de [latex]p[/latex] entre [latex]q[/latex]. Dado que solo hay [latex]q[/latex] restos posibles (de 0 a [latex]q-1[/latex]), la secuencia de restos debe repetirse eventualmente. Cuando un resto se repite, la secuencia de dígitos en el cociente también se repite, creando una expansión periódica.

Por el contrario, cualquier decimal periódico puede convertirse en una fracción. Para un decimal finito, la conversión es sencilla (por ejemplo, [latex]0.75 = 75/100 = 3/4[/latex]). Para un decimal periódico, se utiliza manipulación algebraica. Por ejemplo, sea [latex]x = 0.333…[/latex]. Entonces [latex]10x = 3.333…[/latex]. Restando la primera ecuación de la segunda se obtiene [latex]9x = 3[/latex], por lo que [latex]x = 3/9 = 1/3[/latex]. Un método similar funciona para cualquier decimal periódico.

Esta propiedad proporciona una clara distinción entre racional y irracional Números irracionales. Los números irracionales, como [latex]pi[/latex] o [latex]sqrt{2}[/latex], tienen expansiones decimales no terminantes y no periódicas. La longitud del período de un número racional [latex]p/q[/latex] (en su mínima expresión) está relacionada con los factores primos del denominador [latex]q[/latex]. Específicamente, la longitud del período es del orden de 10 módulo [latex]q'[/latex], donde [latex]q'[/latex] es la parte de [latex]q[/latex] que es coprima con 10.

UNESCO Nomenclature: 1101
Álgebra, teoría de números y teoría de grupos.

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • invention of the decimal system
  • development of long division algorithm
  • introduction of decimal fractions by Simon Stevin
  • study of modular arithmetic

Aplicaciones

  • algorithms for converting fractions to decimals in calculators and computers
  • detection of rational numbers in numerical analysis
  • criptografía basado en propiedades de secuencias periódicas
  • computer science for understanding floating-point representation limitations

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • a system for generating secure pseudo-random numbers based on the long, non-obvious periods of specific rational fractions
  • a digital watermarking technique that embeds data in the repeating decimal part of numerical values in a file
  • an error-detection code for data transmission that uses properties of decimal periods
  • a musical synthesis method that generates complex timbres from the periodic waveforms derived from decimal expansions
  • a fractal generation algorithm where the parameters are controlled by the repetends of rational numbers
  • a high-density data storage method encoding information into the choice of base and the resulting periodic representation of a set of rational numbers
  • an educational software that visually demonstrates the link between long division and repeating decimals
  • a financial fraud detection system that flags numbers with suspiciously simple decimal expansions where complex ones are expected
  • a compression algorithm for numerical datasets by identifying and storing repeating decimal patterns
  • a method for authenticating digital documents by embedding a hash as a specific repeating decimal in a document’s metadata
Relacionado con: expansión decimal, decimal periódico, decimal periódico, número racional, fracción, división larga, teoría de números, periódico, decimal finito, número irracional.

Contexto histórico

Expansión decimal de números racionales (repetend)

-300
-450
1585
1779
1799
1801
1850
1875
-300
-550
1750
1790
1800
1844
1874

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

Las imágenes en tamaño completo y las descargas solo están disponibles, de forma totalmente gratuita, para los miembros registrados.

> Acceso <