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Digital root

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112:, on each iteration using the result from the previous iteration to compute a digit sum. The process continues until a single-digit number is reached. For example, in base 10, the digital root of the number 12345 is 6 because the sum of the digits in the number is 1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15, then the addition process is repeated again for the resulting number 15, so that the sum of 1 + 5 equals 6, which is the digital root of that number. In base 10, this is equivalent to taking the remainder upon division by 9 (except when the digital root is 9, where the remainder upon division by 9 will be 0), which allows it to be used as a 25: 8138: 2827: 1799: 1616: 1433: 1250: 2319: 2136: 3644: 5506:
The next number in the sequence (the smallest number of additive persistence 5) is 2 Ă— 10 âˆ’ 1 (that is, 1 followed by 2 222 222 222 222 222 222 222 nines). For any fixed base, the sum of the digits of a number is proportional to its
2997: 5377: 2587: 4577: 4892: 1622: 1439: 1256: 4309: 3777:, where higher digits except for the unit digit vanish (since 2 and 5 divide powers of 10), which corresponds to the familiar fact that the divisibility of a decimal number with respect to 2, 5, and 10 can be checked by the last digit. 5028: 1076: 2142: 5240: 4437: 1962: 4737: 3405: 860: 2551: 2838: 2822:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}(n)={\begin{cases}0&{\mbox{if}}\ n=0,\\b-1&{\mbox{if}}\ n\neq 0,\ n\ \equiv 0{\pmod {(b-1)}},\\n{\bmod {(b-1)}}&{\mbox{if}}\ n\not \equiv 0{\pmod {(b-1)}}\end{cases}}} 469: 1906: 3956: 216: 3183: 2414: 3308: 3397: 351: 295: 722: 1794:{\displaystyle d_{3}={\frac {3110{\bmod {12^{3+1}}}-3110{\bmod {1}}2^{3}}{12^{3}}}={\frac {3110{\bmod {20736}}-3110{\bmod {1}}728}{1728}}={\frac {3110-1382}{1728}}={\frac {1728}{1728}}=1} 3870: 3106: 3775: 1611:{\displaystyle d_{2}={\frac {3110{\bmod {12^{2+1}}}-3110{\bmod {1}}2^{2}}{12^{2}}}={\frac {3110{\bmod {1728}}-3110{\bmod {1}}44}{144}}={\frac {1382-86}{144}}={\frac {1296}{144}}=9} 4944: 4206: 5161: 5072: 3728: 1955: 4102: 1027: 995: 4626: 4358: 2470: 1428:{\displaystyle d_{1}={\frac {3110{\bmod {12^{1+1}}}-3110{\bmod {1}}2^{1}}{12^{1}}}={\frac {3110{\bmod {144}}-3110{\bmod {1}}2}{12}}={\frac {86-2}{12}}={\frac {84}{12}}=7} 960: 569: 4214: 649: 2509: 1069: 915: 889: 168: 5235: 5208: 4732: 4700: 4673: 4432: 4405: 4062: 3992: 3810: 3230: 3049: 623: 527: 6086: 1245:{\displaystyle d_{0}={\frac {3110{\bmod {12^{0+1}}}-3110{\bmod {1}}2^{0}}{12^{0}}}={\frac {3110{\bmod {12}}-3110{\bmod {1}}}{1}}={\frac {2-0}{1}}={\frac {2}{1}}=2} 4154: 4128: 4026: 2314:{\displaystyle d_{1}={\frac {19{\bmod {12^{1+1}}}-19{\bmod {1}}2^{1}}{12^{1}}}={\frac {19{\bmod {144}}-19{\bmod {1}}2}{12}}={\frac {19-7}{12}}={\frac {12}{12}}=1} 4919: 5486: 5466: 5446: 5426: 5181: 5116: 5092: 4939: 4646: 4378: 4177: 3691: 3667: 3203: 2579: 592: 492: 371: 142: 6240: 2131:{\displaystyle d_{0}={\frac {19{\bmod {12^{0+1}}}-19{\bmod {1}}2^{0}}{12^{0}}}={\frac {19{\bmod {12}}-19{\bmod {1}}}{1}}={\frac {7-0}{1}}={\frac {7}{1}}=7} 3639:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}(n)\equiv d_{2}b^{2}+d_{1}b^{1}+d_{0}b^{0}\equiv d_{2}(1)+d_{1}(1)+d_{0}(1)\equiv d_{2}+d_{1}+d_{0}{\pmod {(b-1)}}.} 6118: 733: 2992:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}(n)={\begin{cases}0&{\mbox{if}}\ n=0,\\1\ +\ ((n-1){\bmod {(b-1)}})&{\mbox{if}}\ n\neq 0.\end{cases}}} 6006: 5931: 2513: 6040: 5372:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}(a_{1}a_{2})=\operatorname {dr} _{b}(\operatorname {dr} _{b}(a_{1})\cdot \operatorname {dr} _{b}(a_{2})).} 379: 54: 4572:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}(a_{1}+a_{2})=\operatorname {dr} _{b}(\operatorname {dr} _{b}(a_{1})+\operatorname {dr} _{b}(a_{2})).} 6002: 4887:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}(a_{1}-a_{2})\equiv (\operatorname {dr} _{b}(a_{1})-\operatorname {dr} _{b}(a_{2})){\pmod {(b-1)}}.} 5523:
The example below implements the digit sum described in the definition above to search for digital roots and additive persistences in
8172: 5499: 3013: 5405:
is 2: first we find that 2 + 7 + 1 + 8 = 18, then that 1 + 8 = 9.
1805: 6233: 5912:, but certain numbers deemed to have occult significance (such as 11 and 22) are not always completely reduced to a single digit. 3875: 178: 3111: 6168: 6098: 6054: 2325: 5917: 3235: 7040: 6226: 4002:
It helps to see the digital root of a positive integer as the position it holds with respect to the largest multiple of
3313: 7035: 303: 7050: 6020: 224: 76: 7030: 47: 7743: 7323: 657: 6044: 3815: 7045: 6156: 3054: 7829: 5524: 3737: 8167: 7495: 7145: 6814: 6607: 7671: 7530: 7361: 7175: 7165: 6819: 6799: 5961: 7500: 5492:
0, 10, 19, 199, 19 999 999 999 999 999 999 999, ... (sequence
7620: 7243: 7085: 7000: 6809: 6791: 6685: 6675: 6665: 6501: 4185: 7525: 5126: 5037: 3696: 7748: 7293: 6914: 6700: 6695: 6690: 6680: 6657: 6152: 6011:, Dover Books on Mathematics (reprinted ed.), Mineola, NY: Courier Dover Publications, pp.  1918: 499: 37: 7505: 2872: 2621: 7170: 7080: 6733: 4067: 41: 33: 1000: 968: 7859: 7824: 7610: 7520: 7394: 7369: 7278: 7268: 6990: 6880: 6862: 6782: 5390: 4591: 4323: 2433: 595: 6194: 4304:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}(n)=n-(b-1)\left\lfloor {\frac {n-1}{b-1}}\right\rfloor .} 923: 532: 8177: 8119: 7389: 7263: 6894: 6670: 6450: 6377: 58: 6106: 6028: 8083: 7723: 7374: 7228: 7155: 6310: 6140: 6074: 628: 3310:, which explains why digits can be meaningfully added. Concretely, for a three-digit number 2488: 1048: 894: 868: 147: 8016: 7910: 7874: 7615: 7338: 7318: 7135: 6804: 6592: 5213: 5186: 5023:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}(-n)\equiv -\operatorname {dr} _{b}(n){\bmod {b-1}}.} 4705: 4678: 4651: 4410: 4383: 4035: 3965: 3783: 3208: 3022: 601: 505: 7095: 6564: 6012: 8: 7738: 7602: 7597: 7565: 7328: 7303: 7298: 7273: 7203: 7199: 7130: 7020: 6852: 6648: 6617: 4133: 4107: 4005: 4901: 8141: 7895: 7890: 7804: 7778: 7676: 7655: 7427: 7308: 7258: 7180: 7150: 7090: 6857: 6837: 6768: 6481: 5512: 5471: 5451: 5431: 5411: 5166: 5101: 5077: 4924: 4631: 4363: 4162: 3676: 3652: 3188: 2564: 577: 477: 356: 127: 7025: 8137: 8035: 7980: 7834: 7809: 7783: 7238: 7233: 7160: 7140: 7125: 6847: 6829: 6748: 6738: 6723: 6486: 6201: 6164: 6130: 6094: 6050: 6016: 5951: 5941: 113: 7560: 8162: 8071: 7864: 7450: 7422: 7412: 7404: 7288: 7253: 7248: 7215: 6909: 6872: 6763: 6758: 6753: 6743: 6715: 6602: 6549: 6506: 6445: 6554: 8047: 7936: 7869: 7795: 7718: 7692: 7510: 7223: 7015: 6985: 6975: 6970: 6636: 6544: 6491: 6335: 6275: 6204: 6176: 5998: 855:{\displaystyle F_{b}(n)=\sum _{i=0}^{k-1}d_{i}<\sum _{i=0}^{k-1}d_{i}b^{i}=n} 8052: 7920: 7905: 7769: 7733: 7708: 7584: 7555: 7540: 7417: 7313: 7283: 7010: 6965: 6842: 6440: 6435: 6430: 6402: 6387: 6300: 6285: 6263: 6250: 5956: 4180: 98: 8156: 7975: 7959: 7900: 7854: 7550: 7535: 7445: 6728: 6597: 6559: 6516: 6397: 6382: 6372: 6330: 6320: 6295: 6218: 6134: 5915:
Digital roots form an important mechanic in the visual novel adventure game
4032:
the digital root of 11 is 2, which means that 11 is the second number after
2546:{\displaystyle \operatorname {dr} _{b}:\mathbb {N} \rightarrow \mathbb {N} } 8011: 8000: 7915: 7753: 7728: 7545: 7515: 7490: 7474: 7379: 7346: 7069: 6980: 6919: 6496: 6392: 6325: 6305: 6280: 6181: 6145: 6111: 6079: 6033: 5408:
There is no limit to the additive persistence of a number in a number base
5095: 3670: 6163:, Dover Recreational Mathematics (13th ed.), NY: Dover Publications, 464:{\displaystyle d_{i}={\frac {n{\bmod {b^{i+1}}}-n{\bmod {b}}^{i}}{b^{i}}}} 7970: 7845: 7650: 7114: 7005: 6960: 6955: 6705: 6612: 6511: 6340: 6315: 6290: 6093:, vol. 1 (2nd ed.), Cambridge, U.K.: CUP Archive, p. 101, 5488:. The smallest numbers of additive persistence 0, 1, ... in base 10 are: 8107: 8088: 7384: 6995: 5909: 4064:. Likewise, in base 10 the digital root of 2035 is 1, which means that 6060: 7713: 7640: 7632: 7437: 7351: 6469: 6209: 5946: 5508: 5395: 172: 106: 5983: 7814: 4580: 965:
Therefore, the only possible digital roots are the natural numbers
7819: 7478: 7472: 5402: 3731: 3003: 2424: 2420: 1912: 1042: 1038: 5034:
The digital root of the product of nonzero single digit numbers
105:
is the (single digit) value obtained by an iterative process of
5936: 4029: 6534: 1901:{\displaystyle F_{12}(3110)=\sum _{i=0}^{4-1}d_{i}=2+7+9+1=19} 5511:; therefore, the additive persistence is proportional to the 5002: 3711: 2937: 2742: 2253: 2237: 2195: 2166: 2073: 2057: 2015: 1986: 1733: 1717: 1675: 1646: 1550: 1534: 1492: 1463: 1367: 1351: 1309: 1280: 1187: 1171: 1129: 1100: 433: 403: 102: 3951:{\displaystyle b^{2}\equiv (-1)^{2}\equiv 1{\pmod {(b+1)}},} 6046:
The Mystery of Numbers: Revealed Through Their Digital Root
5494: 3008: 2985: 2815: 474:
is the value of each digit of the number. A natural number
5183:
is the digital root of the product of the digital root of
3649:
To obtain the modular value with respect to other numbers
211:{\displaystyle F_{b}:\mathbb {N} \rightarrow \mathbb {N} } 4159:
With this in mind the digital root of a positive integer
3178:{\displaystyle b^{i}\equiv 1^{i}\equiv 1{\pmod {(b-1)}}.} 997:, and there are no cycles other than the fixed points of 2409:{\displaystyle F_{12}(19)=\sum _{i=0}^{2-1}d_{i}=1+7=8} 4648:
is congruent to the difference of the digital root of
4380:
is the digital root of the sum of the digital root of
2964: 2881: 2766: 2667: 2630: 7198: 6199: 5474: 5454: 5434: 5414: 5243: 5216: 5189: 5169: 5129: 5104: 5080: 5040: 4947: 4927: 4904: 4740: 4708: 4681: 4654: 4634: 4594: 4440: 4413: 4386: 4366: 4326: 4217: 4188: 4165: 4136: 4110: 4070: 4038: 4008: 3968: 3878: 3818: 3786: 3740: 3699: 3679: 3655: 3408: 3316: 3303:{\displaystyle d_{i}b^{i}\equiv d_{i}{\pmod {(b-1)}}} 3238: 3211: 3191: 3114: 3057: 3025: 2841: 2590: 2567: 2516: 2491: 2436: 2328: 2145: 1965: 1921: 1808: 1625: 1442: 1259: 1079: 1051: 1003: 971: 926: 897: 871: 736: 660: 631: 604: 580: 535: 508: 480: 382: 359: 306: 227: 181: 150: 130: 7583: 5468:
repetitions of the digit 1 is 1 higher than that of
4583:, to check that a sum has been performed correctly. 5480: 5460: 5440: 5420: 5371: 5229: 5202: 5175: 5155: 5110: 5086: 5066: 5022: 4933: 4913: 4886: 4726: 4694: 4667: 4640: 4620: 4571: 4426: 4399: 4372: 4352: 4303: 4200: 4171: 4148: 4122: 4096: 4056: 4020: 3986: 3950: 3864: 3804: 3769: 3722: 3685: 3661: 3638: 3392:{\displaystyle n=d_{2}b^{2}+d_{1}b^{1}+d_{0}b^{0}} 3391: 3302: 3224: 3197: 3177: 3100: 3043: 2991: 2821: 2573: 2545: 2503: 2464: 2408: 2313: 2130: 1949: 1900: 1793: 1610: 1427: 1244: 1063: 1021: 989: 954: 909: 883: 854: 716: 643: 617: 586: 563: 521: 486: 463: 365: 345: 289: 210: 162: 136: 6582: 6151: 5985:On the additive persistence of a number in base p 5401:For example, the additive persistence of 2718 in 4104:. If a number produces a digital root of exactly 8154: 6008:Problem Solving Through Recreational Mathematics 346:{\displaystyle k=\lfloor \log _{b}{n}\rfloor +1} 46:but its sources remain unclear because it lacks 6468: 290:{\displaystyle F_{b}(n)=\sum _{i=0}^{k-1}d_{i}} 6262: 6248: 5448:, the persistence of the number consisting of 353:is the number of digits in the number in base 6234: 5997: 4028:less than the number itself. For example, in 717:{\displaystyle n=\sum _{i=0}^{k-1}d_{i}b^{i}} 625:, regardless of the base. This is because if 8070: 6420: 6117: 6049:, CreateSpace Publications, pp. 68–73, 4195: 4189: 334: 313: 3997: 6535:Possessing a specific set of other numbers 6358: 6241: 6227: 6121:(13 March 1961), "Puzzles and Paradoxes", 3865:{\displaystyle b\equiv -1{\pmod {(b+1)}},} 3006:, the corresponding sequence is (sequence 7998: 6945: 6129:(230), Reed Business Information: 53–54, 3101:{\displaystyle b\equiv 1{\pmod {(b-1)}},} 2539: 2531: 204: 196: 77:Learn how and when to remove this message 6195:Patterns of digital roots using MS Excel 5981: 1911:This process shows that 3110 is 1972 in 1041:, 8 is the additive digital root of the 6039: 5975: 5382: 4579:This property can be used as a sort of 8155: 8106: 5518: 3962:sum of digits yields the value modulo 3770:{\displaystyle m=2,5,{\text{ and }}10} 3693:-th digit corresponds to the value of 8105: 8069: 8033: 7997: 7957: 7582: 7471: 7197: 7112: 7067: 6944: 6634: 6581: 6533: 6467: 6419: 6357: 6261: 6222: 6200: 6091:An Introduction into Abstract Algebra 5903: 3019:The digital root is the value modulo 2556: 6635: 6085: 5918:Nine Hours, Nine Persons, Nine Doors 119: 18: 8034: 6161:Mathematical Recreations and Essays 4861: 4130:, then the number is a multiple of 3925: 3839: 3613: 3280: 3152: 3075: 2792: 2785: 2711: 2704: 13: 7958: 5908:Digital roots are used in Western 2476: 2423:. And as 8 is a 1-digit number in 14: 8189: 6188: 4201:{\displaystyle \lfloor x\rfloor } 16:Repeated sum of a number's digits 8173:Base-dependent integer sequences 8136: 7744:Perfect digit-to-digit invariant 7113: 5398:to arrive at its digital root. 5156:{\displaystyle a_{1}\cdot a_{2}} 5067:{\displaystyle a_{1}\cdot a_{2}} 3723:{\displaystyle b^{i}{\bmod {m}}} 23: 4854: 3918: 3832: 3606: 3273: 3145: 3068: 1950:{\displaystyle F_{12}(3110)=19} 5394:counts how many times we must 5363: 5360: 5347: 5328: 5315: 5299: 5280: 5257: 4998: 4992: 4970: 4961: 4877: 4874: 4862: 4855: 4850: 4847: 4834: 4815: 4802: 4786: 4780: 4754: 4721: 4709: 4563: 4560: 4547: 4528: 4515: 4499: 4480: 4454: 4261: 4249: 4237: 4231: 4087: 3981: 3969: 3941: 3938: 3926: 3919: 3902: 3892: 3855: 3852: 3840: 3833: 3629: 3626: 3614: 3607: 3563: 3557: 3541: 3535: 3519: 3513: 3428: 3422: 3296: 3293: 3281: 3274: 3185:So regardless of the position 3168: 3165: 3153: 3146: 3091: 3088: 3076: 3069: 3038: 3026: 2958: 2953: 2941: 2933: 2921: 2918: 2861: 2855: 2808: 2805: 2793: 2786: 2758: 2746: 2727: 2724: 2712: 2705: 2610: 2604: 2535: 2453: 2447: 2345: 2339: 1938: 1932: 1825: 1819: 943: 937: 753: 747: 552: 546: 244: 238: 200: 144:be a natural number. For base 1: 6583:Expressible via specific sums 5968: 4314: 4097:{\displaystyle 2035-1=2034|9} 5428:. Proof: For a given number 3780:Also of note is the modulus 1022:{\displaystyle 0\leq n<b} 990:{\displaystyle 0\leq n<b} 7: 7672:Multiplicative digital root 5982:Meimaris, Antonios (2015), 5962:Multiplicative digital root 5924: 4621:{\displaystyle a_{1}-a_{2}} 4353:{\displaystyle a_{1}+a_{2}} 2465:{\displaystyle F_{12}(8)=8} 10: 8194: 7068: 3673:, where the weight on the 1032: 955:{\displaystyle F_{b}(n)=n} 564:{\displaystyle F_{b}(n)=n} 8132: 8115: 8101: 8079: 8065: 8043: 8029: 8007: 7993: 7966: 7953: 7929: 7883: 7843: 7794: 7768: 7749:Perfect digital invariant 7701: 7685: 7664: 7631: 7596: 7592: 7578: 7486: 7467: 7436: 7403: 7360: 7337: 7324:Superior highly composite 7214: 7210: 7193: 7121: 7108: 7076: 7063: 6951: 6940: 6902: 6893: 6871: 6828: 6790: 6781: 6714: 6656: 6647: 6643: 6630: 6588: 6577: 6540: 6529: 6477: 6463: 6426: 6415: 6368: 6353: 6271: 6257: 7362:Euler's totient function 7146:Euler–Jacobi pseudoprime 6421:Other polynomial numbers 5529: 5210:and the digital root of 4675:and the digital root of 4407:and the digital root of 4179:may be defined by using 3998:Using the floor function 32:This article includes a 7176:Somer–Lucas pseudoprime 7166:Lucas–Carmichael number 7001:Lazy caterer's sequence 3734:, this is simplest for 2553:in the following ways: 2419:shows that 19 is 17 in 644:{\displaystyle n\geq b} 61:more precise citations. 7051:Wedderburn–Etherington 6451:Lucky numbers of Euler 5482: 5462: 5442: 5422: 5373: 5231: 5204: 5177: 5157: 5112: 5088: 5068: 5024: 4935: 4915: 4888: 4728: 4696: 4669: 4642: 4622: 4573: 4428: 4401: 4374: 4354: 4305: 4202: 4173: 4150: 4124: 4098: 4058: 4022: 3988: 3952: 3866: 3806: 3771: 3724: 3687: 3663: 3640: 3393: 3304: 3226: 3199: 3179: 3102: 3045: 2993: 2823: 2575: 2547: 2505: 2504:{\displaystyle b>1} 2466: 2410: 2377: 2315: 2132: 1951: 1902: 1857: 1795: 1612: 1429: 1246: 1065: 1064:{\displaystyle n=3110} 1023: 991: 956: 911: 910:{\displaystyle n<b} 885: 884:{\displaystyle b>1} 856: 825: 785: 718: 693: 645: 619: 588: 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646: 620: 618:{\displaystyle F_{b}} 589: 566: 524: 522:{\displaystyle F_{b}} 489: 466: 368: 348: 292: 250: 218:to be the following: 213: 165: 139: 7798:-composition related 7598:Arithmetic functions 7200:Arithmetic functions 7136:Elliptic pseudoprime 6820:Centered icosahedral 6800:Centered tetrahedral 5769:additive_persistence 5472: 5452: 5432: 5412: 5383:Additive persistence 5241: 5214: 5187: 5167: 5127: 5123:The digital root of 5102: 5078: 5038: 4945: 4925: 4902: 4898:The digital root of 4738: 4706: 4679: 4652: 4632: 4592: 4588:The digital root of 4438: 4411: 4384: 4364: 4324: 4320:The digital root of 4215: 4186: 4163: 4134: 4108: 4068: 4036: 4006: 3966: 3876: 3816: 3784: 3738: 3697: 3677: 3653: 3406: 3314: 3236: 3209: 3189: 3112: 3055: 3023: 2839: 2588: 2565: 2561:The formula in base 2514: 2489: 2434: 2326: 2143: 1963: 1919: 1806: 1623: 1440: 1257: 1077: 1049: 1045:number 3110, as for 1001: 969: 924: 895: 869: 734: 658: 629: 602: 578: 574:All natural numbers 533: 506: 478: 380: 357: 304: 225: 179: 148: 128: 95:repeated digital sum 8168:Arithmetic dynamics 7724:Kaprekar's constant 7244:Colossally abundant 7131:Catalan pseudoprime 7031:Schröder–Hipparchus 6810:Centered octahedral 6686:Centered heptagonal 6676:Centered pentagonal 6666:Centered triangular 6266:and related numbers 5932:Arithmetic dynamics 5519:Programming example 4149:{\displaystyle b-1} 4123:{\displaystyle b-1} 4021:{\displaystyle b-1} 8142:Mathematics portal 8084:Aronson's sequence 7830:Smarandache–Wellin 7587:-dependent numbers 7294:Primitive abundant 7181:Strong pseudoprime 7171:Perrin pseudoprime 7151:Fermat pseudoprime 7091:Wolstenholme prime 6915:Squared triangular 6701:Centered decagonal 6696:Centered nonagonal 6691:Centered octagonal 6681:Centered hexagonal 6202:Weisstein, Eric W. 6043:(4 January 2011), 5904:In popular culture 5513:iterated logarithm 5478: 5458: 5438: 5418: 5369: 5227: 5200: 5173: 5153: 5108: 5084: 5064: 5020: 4931: 4914:{\displaystyle -n} 4911: 4884: 4724: 4692: 4665: 4638: 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