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,提到一个中技巧,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$10x-10n-a+1$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,希望有人可以继续研究。