トリビアの証明
いや、もうバカにしてますね、年金未払い問題。法律違反ということになるはずなんですけどね。官僚があれなら、国民も信頼せぇへんって。
今日はソフトボール大会の予定でしたが、中止になりました。天気はよかったんだけどね、なんでだろう?
というわけで一日寝て過ごしていました。極限まで消費カロリーを押さえて過ごしていました。ご飯作るの面倒くさいもんね(汗 だけど、寒かった分体力の消耗が早いです。ってか本当に今日は寒かった。なんだこりゃ。明日から一気に10度ぐらい上がるみたいで、嬉しい限りですが。
トリビアの泉で、「9のかけ算はかけ算の答えの位ごとを足していくと必ず9になる」というトリビアがありました。これの証明をしたいと思います。 ちなみに番組では、言い換えた性質として「各位の和が9なら、元の数が9の倍数」つまり、倍数判定に使えると言っていましたが、これらの命題は同値ではないはずです。つまり、別々に証明が必要だと思うのですが。 ちなみに、「9のかけ算はかけ算の答えの位ごとを足していくと必ず9になる」というのは、例えば、 9×4=36 → 3+6=9 9×929039=8361351 → 8+3+6+1+3+5+1=27 → 2+7=9 といったようなことを指しています。
命題「9×Nの各位の和をとり続けると、9になる」の証明(かなり簡略化しています。ツッコミなどは掲示板かメールで。)
■ステップ1 まずは、「どのようなn桁の数Nであっても、9×Nの各位の和を取ると、やはり9の倍数になっている」ことを示す。
9×Nの1の位をa0、10の位をa1のように、10nの位をanと置くことにすると(ただし、最大の桁であるn桁目は0でないとする、つまりan≠0)、 9×N=a0+10a1+…+10nan となる。ここで、mod.9において、9×N≡0、10k≡1が成り立つから、 0≡a0+a1+…+an つまり、 a0+a1+…+an=9N' と置くことができる。ここで、先ほどと同様に9×N'の10nの位をbnとおけば、やはり、 9×N'=b0+10b1+…+10nbn 0≡b0+b1+…+bn より、 b0+b1+…+bn=9N'' とできる。これを繰り返すことで、どのようなNであっても、9×Nの各位の和はやはり9の倍数で、エンドレスに繰り返すことができることが分かった。
■ステップ2 次に、「各位の和を取ると、元の数より小さい数になる」ことを示そう。そうすれば、いつかは9に収束するはずである。 N≠1(実はN=2も満たさないことが分かるので、本当はN≧3)の場合に、 9×N=a0+10a1+…+10nan,a0+a1+…+an≡0 に対して、 a0+10a1+…+10nan > a0+a1+…+an であることを示そう。akは0から9のいずれかなので、右辺は高々9(n+1)でしかない。つまり、 a0+10a1+…+10nan > 9(n+1) を示せばよい。n≧2のときは明らか(ではないが、ここでは明らかにしておく)なので、n=1のときのみ吟味すればよい(n=0はつまりN=1のときだから除外)。 n=1のとき、示すべき不等式は、 10p+q>18、p+q≡0(mod.9)、0<p≦9,0≦q≦9 と書き直せる。p>2においては明らか。p=1のときはq=8だから、18>18、これは不等式を満たさないので別物だとしておく。
つまり、27以上の数においては、全ての9の倍数において、答えを和に直すと、元の数より小さい数(ただしそれでも9の倍数になる)ということが言えた。 これを帰納的に利用すると、どのような27以上の9の倍数でも、27未満の9の倍数、つまり、9か18になることが言える。
■ステップ3 9になった場合は、すでに9なのだから証明終了。18になった場合は、さらに分けて1+8=9だからこれも証明終了。
これらより、どのようなNに対しても、9×Nの各位の和をとり続けると、結局は9になることが示された。
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