以前に私たちが執筆した〈奇跡の数「142857」に隠された神秘を知っていますか〉という記事で、1~6をかけると6つの数 1, 4, 2, 8, 5, 7 が巡回する奇跡の数「142857」についてご紹介しました。
142857×1 = 142857
142857×3 = 428571
142857×2 = 285714
142857×6 = 857142
142857×4 = 571428
142857×5 = 714285
142857 が順番を変えずに巡回しています。どうしてこのようなことが起こるのでしょう。その理由を考えてみましょう。
数学の探求は不思議な現象を発見することから始まります。そして、不思議な現象を数式で表し、理由を予想します。
ここでは、142857 を3倍すると数字が左に1つずつ巡回して 428571 になる現象(142857×3 = 428571)の謎解きをしながら、数学の考え方を紹介しましょう。
数を1つ左に動かすには、10倍するとよいです。
142857×10 = 1428570
しかし、1428570 の先頭の 1 を最後尾に移動しないと、428571 にはなりません。とりあえず、
1428570-1000000+1 = 428571
と書くことにします。すると、問題は
1428570-1000000+1 = 428571 = 142857×3
が成り立つ理由になります。
どうしてでしょうか。142857 に関係しているはずです。
この式を見ると,左辺の 1428570 も中央の 428571 も、142857の倍数です。すると、-1000000+1 も 142857 の倍数になるはずです。計算すると、
1000000-1 = 999999 = 142857×7
になり、確かに、142857 の倍数になっています。
そこで、142857 に着目して、式を整理してみましょう。142857 を 428571 に巡回することは、式で表すと
1428570-(1000000-1)
でしたが、
142857×10-142857×7
に変形されます。10-7 = 3 だから、さらに
142857×3
に変形されます。 142857 を 428571 に巡回することと、142857 を3倍することは同じ答えになります。
1000000-1 = 142857×7
が秘密のカギのようです。