为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?
Pulcherrima,エエエエエエエエエエエエエエ 查看知乎原文 11 进制有何不可? 11 作为素数,意味这种进制有许多特别的性质(比十进制好得多) 我们将切身体会一下,使用 11 进制感受初等数论的各种方法和定理 注:11 进制中,1 到 9 分别表示十进制中的 1 到 9,X=9+1,即 X 表示十进制中的 1…
11 进制有何不可?
11 作为素数,意味这种进制有许多特别的性质(比十进制好得多)
我们将切身体会一下,使用 11 进制感受初等数论的各种方法和定理
注:11 进制中,1 到 9 分别表示十进制中的 1 到 9,X=9+1,即 X 表示十进制中的 10.
请忘记十进制!!!下面的所有数字都是 11 进制下的!!!
我们进入 11 进制的世界吧
(1)Arithmetic(算术)
加法和减法是不必说的,直接来看乘法
小学二年级大家就被要求背诵乘法口诀表

图中就是完整的“XX 乘法表”,当然,因为有乘法交换律,小学生们只需要背诵一半
这里的乘法表可方便记忆了,因为每行、每列的个位数字都是 1 到 X 的一个排列
只认识 11 进制的小学生们认为这是理所当然的事情
事实上,这是因为「10」是素数,导致 1 到 X 都与「10」互素,所以构成缩系
大家最喜欢的是乘法表里面最大的「XX91」,具体是什么原因也不知道。。。
(2)Factors and Multiples (因数与倍数)
11 进制中,看个位是确定不了 2 的倍数的,所以很长一段时间没有出现奇数和偶数的概念
后来人们发现,10=X+1,X=2*5. 所以,一个数模 2,5,X 同余于它的数字和
特别的,判断是否为 2,5,X 的倍数,只需要看数字和就可以了
比如这个数:1145141919810
数字和是 41,再做一遍数字和变成 5. 所以是 5 的倍数,不是 2 的倍数,不是 10 的倍数
小学奥数课上,通过简单的同余运算,大家还学到了:
判定模 3,4,6,8,11,14,19 都可以使用“两位一段”的方法
判定模 7,13,18 可以使用“三位一段”的方法
比如 1141541919810,两位一段变成 1|14|51|41|91|98|10,只需计算 1+14+51+41+91+98+10
(3)Exponential Congruence (指数同余式)
人们轻而易举地发现了这个事实:
如果
的个位不是
,那么
的个位是
更一般地,如果
的个位不是
,那么
的末
位数字是
后来数学家把它推广到任意素数进制的情况,把它命名为“费牛小定理”
人们对数的幂次的个位数字很感兴趣:
2 的幂次的个位每 X 个为一个最小周期,一个周期内的数为
,恰好是 1 到 X 的一个排列!
更有数学家枚举到了
,发现
到
的末两位数字也恰好是是
到
除去个位为 0 的所有数的一个排列!
人们猜测,这个性质普遍成立,“原根”概念的提出,给出一个解释:
因为 2 是模奇素数 10 的原根,且
,所以 2 也是模
的原根.
(4) Fractions vs Decimals(非整数的表示)
由于在 11 进制下,任取两个整数相除,大概率是除不尽的,所以人们总是习惯于分数的表示
但是循环小数性质也很好,有类似“走马灯数”:
,
也有乘 2 的幂次封闭的“走马灯数”:
,
,
这是两个耳熟能详的无理数:
π ≈ 3.16150702865X48523517
e ≈ 2.79X04008X9X1X054412X
(5)Factorials and Binomial Coefficients(阶乘和组合数)
这是一道小学奥数题:
的末尾有多少个
?
如果你接熟悉Legendre公式,这会变得很简单
(其中
表示
的数字和)
在某个臭名昭著的 homo 竞赛中,有这道题:
的个位数字是什么
使用Lucas定理就可以知道,它的个位数字就是
的个位数字
而
,所以它的个位就是 0
这时就有人问了,它的末尾有多少个 0?
事实上,运用Legendre公式可以得到Kummer定理:
列一个竖式,发现进了 2 次位,所以
的末尾有 2 个 0
总之,这个使用 11 进制的文明在数学竞赛上会高度发达。。。
ps. 无聊搞了个电话簿既视感

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