Вот если бы вы написали, в условиях, что "известно, что последняя цифра N равна m", то можно было бы этим как-то пользоваться. Но вы не написали.
Извините, именно цифра последняя на первой половине и показывает, какая последняя цифра числа. в вашем случаи это 7
Задача о циклических числах: одна цифра — и весь множитель
Предварительное замечание. Условие и формулировки уточнялись по ходу
обсуждения — спасибо товарищу за вопрос про цифру 2 на позиции

:
он сразу вывел на веер из трёх множителей и заставил чётко развести случаи

и

. Ниже — итоговая версия.
УсловиеПусть

— натуральное число, записываемое ровно

цифрами,

.
Для числа

определим

— наибольшее целое
число, при котором для любого целого

,

,
произведение

записывается ровно

цифрами и
является циклическим сдвигом цифр

(сдвиг — перестановка цифр

по кругу как строки из

цифр; начинаться
произведение с нуля не может, поскольку

).
Известно, что

.
Известна одна цифра произведения

— первая цифра его второй
половины (цифра на позиции

); обозначим её

.
- Найдите все пары
, совместимые с данным
. - Для каждого найденного
найдите и докажите формулу для
. - Верно ли, что при данном
цифра
определяет
однозначно? А если знаменатель составной — найдите исключения. - Опишите все числа
с
.
Примечание 1 (свойство Миди). Для всех таких

сумма
первой и второй половин цифр равна числу из

девяток,

. Отсюда: если первая цифра произведения равна

, то

.
Примечание 2. Пример:

, здесь

: для каждого

произведение —
циклический сдвиг цифр

, первая цифра произведения равна

, а цифра на позиции

равна

.
Такие числа — циклические сдвиги периода дроби

с простым

.
Теорема.Пусть

— натуральное число, записываемое ровно

цифрами,

, и для каждого целого

,

, произведение

записывается ровно

цифрами и является циклическим сдвигом цифр

.
Пусть, кроме того, знаменатель

прост (эквивалентно:

; для простого

с периодом

это выполнено автоматически). Обозначим

цифру
произведения

на позиции

. Тогда:
(1) Первая цифра произведения

равна самому множителю

(для всех

).
(2) Цифра

равна

. В частности, по одной
цифре

множитель восстанавливается однозначно:

.
(3) Запись числа

имеет вид: одна или более единиц, за которыми
следует цифра 0, и лишь после этого нуля могут встречаться цифры, большие 1.
(4) Длина ряда единиц в начале

ничем не ограничена сверху.
Доказательство.Структура числа. Число

— циклический сдвиг периода дроби со
знаменателем

: если через

обозначить остаток,
соответствующий первой цифре записи, то старшие цифры

повторяют десятичную запись числа

, а умножение на

переводит остаток

в

.
Оценка

. Из того, что

, следует

. Поскольку

начинается с цифр числа

, отсюда

. С
другой стороны,

не начинается с нуля, а

—
сдвиг

, поэтому

. Итого
![u \in [1;\ 10/9] u \in [1;\ 10/9]](https://dxdy.ru/math/24dbddc36fd42c1a11668cb5b1706dd682.png)
.
Докажем (1). Для каждого

имеем

и

. Равенство
сверху при

невозможно, а при

означало
бы

, что несовместимо с рациональностью

. Равенство снизу

означало бы

— нецелое при простом

. Значит,

, то есть

.
Это (1).
Докажем (2). Так как

— циклический сдвиг цифр

,
выполняется свойство Миди: сумма первой и второй половин цифр произведения
равна

. Сумма двух

-значных чисел равна

тогда и только тогда, когда их цифры поразрядно
дополняют друг друга до 9. Поэтому первая цифра второй половины равна

. Это (2).
При простом знаменателе с периодом

свойство Миди
гарантировано условием

. Для составных

бывают исключения — см. пункт в) и замечание ниже.
Докажем (3). Из

следует

, поэтому старшие цифры

поразрядно не превосходят цифр числа

:
идущие подряд единицы могут смениться только нулём. После первого нуля
ограничение перестаёт действовать. Случай «одни единицы» исключён: тогда

, а сплошные девятки не являются циклическим
сдвигом числа из одних единиц. Это (3).
Докажем (4). В экстремальных примерах

при

, и отклонение записи от

имеет порядок

. Поэтому при сколь угодно большом простом

с полным периодом первые цифры

дают сколь
угодно длинный ряд единиц, за которым следует ноль. Конструктивно:

даёт начало

,

—

,

—

,

—

; знаменатели растут примерно
в 10 раз на каждую новую единицу. Это (4).
Замечание к пункту в). При простом

цифра

на позиции

определяет

однозначно. Для составных знаменателей бывают исключения: при

(

) свойство Миди
нарушается (

), и у соответствующего числа
множители

и

дают одну и ту же цифру на
границе. При этом пункт (1) («первая цифра произведения равна

»)
выполнен у всех чисел класса с

, включая исключения.
Ответ на вопрос товарища: что если известная цифра равна 2, но стоит на
позиции
(последняя цифра первой половины)?Здесь ответ другой, и это поучительно. По Миди цифра на позиции

дополняет до 9 последнюю цифру произведения: цифры на позициях

и

дополняют друг друга до 9, поэтому позиция

парна с последней цифрой, а позиция

— с первой. Значит,

оканчивается на

, то есть

.
Чётные множители и

отпадают сразу (чётное произведение не
оканчивается на 7, умножение на 5 даёт 0 или 5). Остаётся ровно три варианта:
Код:
x последняя цифра N минимальный пример X(N)
3 9 N = 1304347826086956521739 (период 3/23) 7
7 1 N = 1340206...22680412371 (поворот 13/97) 7
9 3 N = 1034482758620689655172413793 9
(поворот 9/29)
Проверка на

:

; граница половин после

, последняя цифра первой половины равна 2 —
сходится.
В переборе до

таких пар всего 430:

— 282,

— 114,

— 34.
Замечание о позиции
. Позиция

—
последняя цифра первой половины произведения — тоже даёт фокус, но по другой
механике. По Миди она дополняет до 9 последнюю цифру произведения:

. С другой стороны,

,
где

— последняя цифра

. Отсюда фильтр по
чётности: если

такова, что

нечётна (как при

:

), то

нечётен и не
равен 5; если

чётна,

чётен или равен 5.
Главное: пока

оканчивается на 1, 3, 7 или 9, умножение на

взаимно просто с 10, и по одной цифре

множитель восстанавливается однозначно:

, где

—
обратимое по модулю 10. Красивый частный случай: если

оканчивается на 1, то

и формула совпадает с той же

, что и для позиции

.
Однозначность на позиции

локальна: она держится для
фиксированного

с хорошей последней цифрой, но формула зависит
от

— в отличие от позиции

, где

работает для всего класса сразу, без знания числа.
Пример коллизии: у витринного числа

последняя цифра 2, поэтому цифра на позиции

не определяет

однозначно:

отвечает и

,
и

;

—

и

;

—

и

.
Итог: обе позиции дают фокус. Позиция

— универсальная
формула

для всего класса; позиция

—
формула с обратным элементом

, требующая знать
последнюю цифру

.
О новизне. Мы не претендуем на приоритет: свойства циклических чисел,
включая то, что произведения начинаются с множителя, и дополняемость цифр
до 9 (теорема Миди, 1836), известны давно. Неизвестно нам и то, где именно
сформулирован ответ на вопрос задачи — возможно, это фольклор.
Тем не менее нам не встречались в литературе: (а) исключения из свойства
Миди
Если бы сразу стояло к+1 мы бы спокойно послали теорему х=9-d» и жили дальше. А так в посте теперь есть то, чего обычно нет у фокусов с числами: граница применимости