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…

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
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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

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

的个位不是

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

,那么

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

的个位是

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

更一般地,如果

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

的个位不是

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

,那么

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

的末

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

位数字是

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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:

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

,恰好是 1 到 X 的一个排列!

更有数学家枚举到了

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

,发现

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

的末两位数字也恰好是是

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

,所以 2 也是模

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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”:

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

也有乘 2 的幂次封闭的“走马灯数”:

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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:

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

的末尾有多少个

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

如果你接熟悉Legendre公式,这会变得很简单

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

(其中

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

表示

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

的数字和)

在某个臭名昭著的 homo 竞赛中,有这道题:

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

的个位数字

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

,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:

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

列一个竖式,发现进了 2 次位,所以

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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

为什么我们使用 10 进制,而不使用 11 进制?

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