เศษส่วนที่มีตัวส่วนเป็นจำนวนเฉพาะ ของ ทศนิยมซ้ำ

ในเศษส่วนอย่างต่ำที่มีตัวส่วนเป็นจำนวนเฉพาะหนึ่งจำนวน p ที่นอกเหนือจาก 2 และ 5 (ซึ่งเป็นคู่จำนวนเฉพาะของ 10) จะมีค่าเป็นทศนิยมซ้ำเสมอ ซึ่งช่วงของการซ้ำในตัวเลขของ 1/p จะอยู่ที่ p − 1 (เป็นกลุ่มที่หนึ่ง) หรือเท่ากับตัวหารตัวใดตัวหนึ่งของ p − 1 (เป็นกลุ่มที่สอง) อย่างใดอย่างหนึ่ง

ตัวอย่างเศษส่วนในกลุ่มแรกมีดังนี้

  • 1/7 = 0.142857…; 6 หลักซ้ำกัน
  • 1/17 = 0.0588235294117647…; 16 หลักซ้ำกัน
  • 1/19 = 0.052631578947368421…; 18 หลักซ้ำกัน
  • 1/23 = 0.0434782608695652173913…; 22 หลักซ้ำกัน
  • 1/29 = 0.0344827586206896551724137931…; 28 หลักซ้ำกัน

ซึ่งรวมไปถึงเศษส่วน 1/47, 1/59, 1/61, 1/97, 1/109 ฯลฯ

การคูณบนเศษส่วนในกลุ่มที่หนึ่ง ได้แสดงคุณสมบัติพิเศษอย่างหนึ่งที่น่าสนใจ เช่น

  • 2/7 = 2 × 0.142857… = 0.285714…
  • 3/7 = 3 × 0.142857… = 0.428571…
  • 4/7 = 4 × 0.142857… = 0.571428...
  • 5/7 = 5 × 0.142857… = 0.714285…
  • 6/7 = 6 × 0.142857… = 0.857142…

ซึ่งดูเหมือนว่า ตัวเลขที่ซ้ำกันในผลคูณจะได้มาจากการเลื่อนวนของ 1/7 แต่สาเหตุที่ทำให้เกิดพฤติกรรมการเลื่อนวนนั้นมาจากการคำนวณเลขคณิตในตัวเลขหลังทศนิยมเท่านั้น ซึ่งเศษส่วนในกลุ่มที่หนึ่งตัวอื่นๆ เช่น 1/17, 1/19, 1/23 ฯลฯ จะมีคุณสมบัติพิเศษเหล่านี้ด้วยเช่นกัน

เศษส่วนในกลุ่มที่สอง คือเศษส่วนที่นอกเหนือจากกลุ่มที่หนึ่งตามเงื่อนไขในตอนต้น อาทิ

  • 1/3 = 0.333…; 1 หลักซ้ำกัน ซึ่ง 1 เป็นตัวหารของ 2
  • 1/11 = 0.090909…; 2 หลักซ้ำกัน ซึ่ง 2 เป็นตัวหารของ 10
  • 1/13 = 0.076923…; 6 หลักซ้ำกัน ซึ่ง 6 เป็นตัวหารของ 12

โปรดสังเกตว่า การคูณเศษส่วน 1/13 ก็สามารถเกิดการเลื่อนวนในตัวเลขที่ซ้ำกัน และจะแบ่งออกเป็นสองชุด ชุดแรกได้แก่

  • 1/13 = 0.076923…
  • 3/13 = 0.230769…
  • 4/13 = 0.307692…
  • 9/13 = 0.692307…
  • 10/13 = 0.769230…
  • 12/13 = 0.923076…

และอีกชุดหนึ่งได้แก่

  • 2/13 = 0.153846…
  • 5/13 = 0.384615…
  • 6/13 = 0.461538…
  • 7/13 = 0.538461…
  • 8/13 = 0.615384…
  • 11/13 = 0.846153…