作为连分式的数字和函数
(2001-11-19) 什么是连分数?
其他相关概念也曾共享过这个名称, 但现代术语几乎只指以下类型的表达 (称为 简单的 和/或 有规律的 ) 我们用最流行的超越数来说明: 第页 ,的 圆的周长与直径之比 以下为:
第页 ========================================================= 3 + 1
7 +
1
15 +
1
1 +
1
292 +
1
1 +
1
1+。。。
省略号(…)表示表达式是 继续的 无限期。 对于无理数,如 第页 , 有一个 无限的 所谓的序列 偏商 以下为: 3, 7, 15, 1, 292, 1, 1, 1, 2, 1, 3, 1, ... A001203号 . 除了第一个可能的例外, 所有这些都是 积极的 整数。
偏商序列很容易获得: 在顶层,数字(此处 第页 )被视为 它是第一个 偏商 和一些明显小于一的表达, 所以 第一偏商 只是数字的整数部分(简单)。 减去 那个 从数字中,你会得到一个 (非负)小于一的小数部分。 当它不是零时,分数部分有一个 相互的 哪个数字大 超过一个。 对这个新号码应用相同的程序; 不可分割的部分是 第二偏商 , 余数的倒数是下一个数字 迭代过程的依据 当剩下的[或任何后续的] 结果为零,进程终止 右边的表达式是有限的。 当原始数字是有理数时,就会发生这种情况, 否则程序会一直进行下去。。。
用于连分数的紧凑符号 膨胀 数字的 以下面的例子为例。 注意第一个商后面的分号 [提醒大家,这可能不是积极的] 省略表示不完整。
第页 = [3; 7, 15, 1, 292, 1, 1, 1, 2, 1, 3, 1, 14, 2, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 1, 84, 2, 1, 1 ...]
如果上述过程与有理数一起使用,则展开是有限的,并且 这个 最后的 偏商不能是一 (否则我们应该在前面的商上加一个单位)。 然而,以1结尾的有限展开通常从以下公式中获得 这个 截断 更大(可能无限)的扩展。 例如,[3;7,15,1,292,1]是上述的截断, 等于适当的连分数 [3;7,15,1293]或104348/33215。
(2001-11-19) 实数的收敛性
The 最佳有理逼近 到给定的实数。 有理值,其[有限]连分式展开是 给定数的连分式展开称为 收敛的 这个数字。 (如上所述, 适当的 连分数的截断需要 只要最后一项是统一的,就加上最后两项。)
尽管 鉴于 收敛可能以一种明显的方式“从底部”计算出来, 通常最好生成 收敛序列 “从顶部”, 以P形式计算每个收敛 n个 /问 n个 ,开头为:
P(P) 0 =a 0 、Q 0 = 1 和 P(P) 1 =a 0 一 1 +1、Q 1 =a 1 。
以下递归关系(由于 欧拉 ) 可能显示为保持:
P(P) n个
一 n个 P(P) n-1个 +P(P) n-2个
问 n个
一 n个 问 n-1个 +问 n-2型
出于编程和其他目的,最好从以下位置开始上述循环 n=0(而不是 n=2)通过引入以下约定:
P(P) -2 =0,Q -2 = 1 和 P(P) -1 =1,Q -1 = 0
好吧,我们跳过了枪口。。。 更恰当的做法是将上述循环写成两种不同的关系, 分别将分子和分母形式等同。 然后可以使用这对等式建立以下关系 [ 提示 :将分子乘以Q n-1个 并从每个匹配分母中减去乘以P n-1个 得到下面的第一个方程, 这是一个递归关系,可以用来证明第二个等式。]
P(P) n个 问 n-1个 -问 n个 P(P) n-1个
=
-( P(P) n-1个 问 n-2个 -问 n-1个 P(P) n-2型 )
= -(-1) n个
除其他外,这表明P n个 和Q n个 是 互质 . 所以,P n个 和Q n个 都已下定决心 按比例计算。 因此,欧拉递归确实直接给出了 不可约的 收敛序列的表示。 毕竟,这是明确的。。。 它可以被看作是从不可约函数获得下一个收敛性的方法 两个连续收敛的表示及下一个收敛的值 偏商 。
我们的最后一个恒等式还表明了两个连续收敛的差 是一个 单位分数 (即分子为单位的分数, 也称为 古埃及分数 ) 第n次收敛 P(P) n个 /问 n个 在中 第1季度 n个 问 n+1个 关于整个连分数x。
A类 著名的结果 (1936) 第页,共页 保罗·莱维 (1886-1971; X(X) 1904年), 的 几乎所有 数字x (在讨论的意义上 在下面 ) Q的极限 n个 1/n个 等于 经验( 第页 2 / (12 第2层 ) ). 因此,对于 几乎所有 x(x):
极限| x-P n个 /问 n个 | 1/n个 = 经验( -第页 2 /(6英寸2) = 0.093187822953575873362328...
连续的 收敛 一个数字的 最佳可能有理逼近 从以下意义上说: 分母为 低于某个给定的量,即最接近你的分数 数字是 总是 它的收敛点之一。 连续收敛是从下面交替逼近 (最粗糙的是整体部分)和上面的近似值。 例如 第页 分别为: ( A002485型 / A002486号 )
三, 22/7 , 333 / 106, 355/113 ,
103993 / 33102, 104348 / 33215, 等 。
第页 =
3 + 1 / 7 - 1 / 742 + 1 / 11978
- 1 / 3740526 + 1 / 1099482930 等 。
The 大胆的 它们是常用的近似值 特别有趣,因为它们对应于之前的截断 相当大的 偏商 (即15或292)。 这是十进制扩展的模拟 刚好在9或0(甚至是9或0的字符串)之前取整。 发现值22/7是的上限 第页 阿基米德(约公元前287年-公元前212年)。 因为292作为偏商是异常大的, 355/113是一个很好的近似值 (7位正确数字,相对误差仅为+85 ppb)。 它是由中国数学家发现的 祖冲之 (429-500) 但直到16世纪,在西方仍无人知晓。
另一方面,333/106是一个相当糟糕的破纪录者 (考虑到106不小于113) 因为它对应于最坏的截断类型 (在扩展中前面加“1”)。 大约少312倍 精确到355/113,因此从未用作有理数 近似值 第页 . 333/106最初被证明是 下界 第页,共页 第页 1583年左右 阿德里亚·安托尼斯佐恩 (1527-1607).
1766年,约翰·海因里希·兰伯特(Johann Heinrich Lambert,1728-1777)证明了 第页 是一个无理数: 由 扩大 tg(h)作为连分数, 他确立了有理数的正切总是无理的, 所以 第页 /4不可能是有理的,因为它的切线是 有理数1 Lambert列出了 第页 . 其中前25个是正确的,但后两个不是。 不幸的是,现代作家忽视了这个错误 在没有适当警告读者的情况下复制了兰伯特的名单 [Lambert的未修正列表显示在第171页,共页 贝克曼很受欢迎” PI的历史 " (1971)]. 下面是Lambert给出的收敛性勘误表 (列出了他们的回报):
1 三 / 1
2 22 / 7
三。 333 / 106
4 355 / 113
... ...
25 8958937768937 /
2851718461558 【兰伯特正确给出】
26 139755218526789 /
44485467702853
27 428224593349304 /
136308121570117
Lambert使用了错误的偏商列表: [... 84, 2, 1, 1, 37 ,3…]。 The 对的 膨胀 读取[…84,2,1,1, 15 , 3, 13, 1, 4, 2, 6, 6, 99, ...].
几个有用的收敛序列
Ö 2
1, 3/2, 7/5, 17/12, 41/29, 99/70, 239/169, 577/408, 1393/985
Ö 三
1, 2, 5/3, 7/4, 19/11, 26/15, 71/41, 97/56, 265/153, 362/209
Ö 5
2, 9/4, 38/17, 161/72, 682/305, 2889/1292, 12238/5473
维基百科 : 丢番图近似 | 超越数论
(2001-11-19) 一些连分式的精确逼近
偶尔,持续分数膨胀(CFE)可能会显示出非常大的早期 偏商 ,这将建议一个非常精确的近似值。 例如, 拉马努詹 给出(2143/22) 1/4 非常接近于 第页 (它比 优秀的355/113,准确度超过ppb的三分之一)。 这样一个简单公式的惊人精确性,由CFE 第页 4 ,它正在被截断 第五届任期:
第页 4 = [97; 2, 2, 3, 1, 16539, 1, 6, 7, 6, 8, 6, 3, 9, 1, 1, 1, 18, 1 ...]
出于某种隐晦的原因,拉马努扬喜欢以可能具有的形式给出上述结果 提出了一些更深入的近似原因。 这个 最愚蠢的 其中可能包括以下内容 十进制的 图案, 仅使用数字0、1和2:
第页 » (102-2222/22) 2 ) 1/2 2
Euler-Marcheroni数的另一个示例 克 ( 欧拉常数 ):
( 1 -克 ) 2 = [0; 5, 1, 1, 2, 6, 1, 8, 372792, 35, 52, 8, 1, 4, 1, 2, 9, 1 ...]
因此 1 - Ö (320/1835) » 克 = 0.57721566490 153286060651209。。。
娱乐数学家所知的数字是 Champernowne常数 具有由所有整数的连续数字组成的十进制展开式: 0.123456789101112131415161718192021... 它有一个 奇异连分数 膨胀 ,这是公平的 精致的 以获得 以下为:
[0; 8, 9, 1, 149083, 1, 1, 1, 4, 1, 1, 1, 3, 4, 1, 1, 1, 15, 答18 , 6, 1, 1, 21, 1 ...]
答18 是166位整数! Champernowne常数 因此“几乎”等于60499999499/490050000000 两个十进制展开式匹配小数点后的186位。 前185位小数为:
0.1234567891011121314...899091929394959697
在那之后,分数继续。。。 99000102030405... 然而 Champernowne常数 阅读,当然。。。 9899100101102103...
可以说,在光谱的另一端是相关的 Copeland-Erdös常数 ,其十进制扩展包含 所有素数的连续数字 ( A033308号 , A030168号 ). 这是为数不多的已被证实的数字之一 是 十进制法线 ,这意味着所有n位数的字符串 同样可能是十进制扩展( 科普兰 & 埃尔德斯 , 1946).
0.2357111317192329313741434753596167717379838997101103107109... [ 0;4,4,8,16,18,5,1,1,1,1,7,1,1,6,2,9,58,1,3,4,2,2,1,1,2,1,4,39,4,4,5,2,1,1,87... ]
连续分数膨胀未知 正常的 但很可能是这样 据我所知,还没有一个数字显示 二者都 标准十进制展开式 和 一个正常的连续分式展开(尽管它是众所周知的 那个 几乎所有 实数有这两个属性!
(2001-11-19) 一些无理数的正则模式
连分式有一种诱人的普遍性: 每个数字都有 一个而且只有一个 表示为连分数 (如果我们排除团结是 两个或更多个元素的有限连续部分)。 因此,人们一直在寻找连续分数表示中的模式 他们最喜欢的 常数 。没有出现这样的模式 第页 或 克 , 但一些著名数字的连分数值得注意。。。
下表中的第一项(称为 黄金数字 )是 收敛最慢的连分式 (偏商越低, 收敛速度越慢)。 在这种情况下, (f) 被视为 “最简单”连分数, 或作为“最不合理”的数字之一(所谓的 高贵的数字 ).
(f) =½(1+ Ö 5)
[1; 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, ...
½[千+ Ö (k) 2 +4)]
[k;k,k,k。。。
Ö 2
[1; 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, ...
Ö 三
[1; 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, ...
Ö 5
[2;4,4,4,4,4,4,4,4,4。。。
Ö 7
[2; 1, 1, 1, 4, 1, 1, 1, 4, 1, 1, 1, 4, 1, 1, 1, 4, ...
Ö 41
[6; 2, 2, 12, 2, 2, 12, 2, 2, 12, 2, 2, 12, ...
e(电子) =经验(1)
[2;1,2,1,1,4,1,1,6,1,1,8,1,1,10,1,1,…2n+2,1,1。。。
Ö e(电子) =经验(1/2)
[1、1,1,5,1,1,9,1,1,13,1,1,1,17,1,1…4n+1、1、1。。。
经验(1/3)
[1;2,1,1,8,1,14,1,1,20,1,1,26,1,1,…6n+2,1,1。。。
经验(1/k)
[1;k-1,1,1。。。
e(电子) 2 =经验(2)
[7;2,1,1,3,18,5,1,1,6,…12n+6,3n+2,1,1,3n+3。。。
经验(2/3)
[1、1、18、7、1、1、10……36n+18、9n+7、1,1、9n+10。。。
经验(2/5)
[1;2,30,12,1,1,17,…60n+30,15n+12,1,1,15n+17。。。
经验(2/7)
[1;3,42,17,1,1,24,…84n+42,21n+17,1,1,21n+24。。。
经验(2/(2k+1))
[1;k。。。 (24k+12)n+12k+6 (6k+3)n+5k+2,1,1,(6k+3)n+7k+3 ...
第(1)个= ( e(电子) 2 -1)/( e(电子) 2 +1)
[0;1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25……(2n+1)。。。
第(1/k)个
[0;公里、3公里、5公里、7公里、9公里、11公里、13公里、15公里、17公里、19公里……(2n+1)公里。。。
tg(1)=棕褐色(1)
[1;1、1、3、1、5、1、7、1、9、1、11、1、13、1、15、1…2n+1、1。。。
tg(1/2)=棕褐色(1/2)
[0;1、1、4、1、8、1、12、1、16、1、20、1、24、1、28、1…4n、1。。。
tg(1/k)=tan(1/k)
[0;k-1,1,3k-2,1,5k-2,1,7k-2,1.…(2n+1)k-2,1。。。
我 1 (2)/ 我 0 (2)
[0;1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13…n 解释
我 1 (2/k)/ 我 0 (2/k)
[0;k、2k、3k、4k、5k、6k、7k、8k、9k、10k、11k、12k…nk。。。
有理数对应于 有限的,有限的 连分数。 部分商序列最终为周期的连分数 被称为 周期性的 连分数,它们对应于 二次的 非理性的 [也称为 二次代数数 , 这些是具有积分系数的二次多项式的无理根。 上表中的前几个条目是周期连分式的示例。 参见序列 A003285号 在中 在线的 整数序列百科全书 平方根周期的长度 连续整数(按照惯例,有限CFE的“周期”为零)。
(2001-11-19) 偏商的正态分布
对于几乎所有的数字 偏商: 连分式表示在无理数之间创建了一种双射关系 从0到1的数字和正整数的无限序列。 0和1之间的数集的常见概率测度(Lebesgue测度) 从而转化为它们的偏商的统计特性,即 被俄罗斯数学家调查 A.亚瑟。 钦钦 (1894-1959).
例如,可以证明,其部分商为 有界是零测度。 换句话说,对于 几乎所有 数字 偏商序列 不 有一个上限。 1935年,钦钦发表了一篇引人注目的 结果表明,给定的整数k出现在 几乎所有 具有以下频率的实数:
P(a=k)= lg[1+1/(k 2 +2k)]=-lg(k)+2 lg(k+1)-lg(k+2)
其中,lg(x)是 二进制对数 ln(x)/ln(2)。 从数字上讲,这意味着,在“典型”数字的扩展中, 偏商为“1”,约为41.5%的时间, “2”17%、“3”9.31%、“4”5.89%、“5”4.064%等。
钦钦定律 也可以通过给出 偏商等于k的概率 或更多 即:
P(甲) ≥ k) =lg[1+1/k]=lg(k+1)-lg(k)
当然,问题是,通常无法保证给定的数字 是“典型的”。 数字 第页 出现 成为“典型” (很可能是这样)。 然而, 全部的 另一个的 特殊的 表格中的数字 在上面 是肯定的 不 。
上述概率分布使 算术平均值 部分的 商是无限的。 这个 几何平均值 然而,它是有限的,并且是第一个 由Khinchin计算(他只出版了第一本 二 数字)。 它被称为 钦钦常数 (也拼写为 钦钦常数 ) :
ì î
1 +
1
k(k+2)
ü þ
lg(k)
= 2.68545200106530644531-
正如钦钦本人迅速指出的那样, 可以使用任何其他收敛方法来代替 几何的 平均值。 所以,从更大的角度来看, 上述“平均”部分商没有什么特别之处。 实际上,我们可以考虑所谓的p指数 Hölder均值 , 通过取 p次幂的算术平均,并将结果提高到1/p的幂。 普通人 算术平均值 对应于p=1 几何平均值 是 (极限)情况p=0 调和平均值 是 p=-1 ,的 二次平均值 为p=2等。 在Khinchin定律下的偏商的情况下,我们可以得到 通过相应调整指数p的选择,“平均”任何大于1的值 (不允许p值大于或等于1,这会产生无限结果)。 例如 调和平均值 典型的偏商为:
1.74540566240734686349+
而二次有理数(2次代数数)具有周期CFE, 3级或以上的代数数完全不同,似乎 几乎所有这些都是 典型的 ,在中 感觉他们似乎遵守了 钦钦定律 . 例如 Delian常数 是:
2 1/3 ====================================================================== [ 1; 3, 1, 5, 1, 1, 4, 1, 1, 8, 1, 14, 1, 10, 2, 1, 4, 12, 2, 3, 2, 1, 3, 4, 1, 1, 2, 14, 3, 12, 1, 15, 3, 1, 4, 534, 1, 1, 5, 1, 1, 121, 1, 2, 2, 4, 10, 3, 2, 2, 41, 1, 1, 1, 3, 7, 2, 2, 9, 4, 1, 3, 7, 6, 1, 1, 2, 2, 9, 3, 1, 1, 69, 4, 4, 5, 12, 1, 1, 5, 15, 1, 4, 1, 1, 1, 1, 1, 89, 1, 22, 186, 6, 2, 3, 1, 3, 2, 1, 1, 5, 1 ...] A002945号
我们曾经听说过 钦钦定律 不适用于 全部的 这样的 三次非理性,并且已经构建了一些明确的反例。。。 这可能是一个 城市传奇 ,请 告诉我们 如果你更清楚。。。
读者的帮助(目前为止):
2002年10月23日,“朱塞佩”告诉了我们真正的根 ( » 3600 - 1/30) 多项式的 x个 三 - 3600 x 2 +120 x - 2 (没有任何声明):
x= [3599; 1, 28, 1, 7198, 1, 29, 388787400, 23, 1, 8998, 1, 13, 1, 10284, 1, 2, 25400776804, 1, 1, 3, 4, 93, 3, 1, 2, 11, 1, 9, 1, 99, 1, 3, 1, 3, 9, 1, 603118914 ...]
尽管其CFE最初很奇怪, 这个立方非理性看起来不像一个恰当的反例 (根据2003-02-06电子邮件 汉斯·哈弗曼 , 3599之后的1000000个项的几何平均值约为2.6850)。 这个问题仍然悬而未决。 我们还收到了以下澄清 来自著名专家:
2003年2月11日 阿尔夫·范德普滕 写的: [编辑摘要] 没有三次无理数(也没有任何其他代数数) 可以证明连续分式展开 正常的 [即。, 事实上 服从 钦钦定律 ]. 另一方面,我会 极其 如果有的话感到惊讶 三次(或三次以上)代数数的实验研究 除了 典型的 行为 [一个扩展 出现 从长远来看是正常的, 尽管最初可能存在违规行为]。 没有已知的“明确反例”。 特别是,我们不相信 这样一个反例可能是数字x Giuseppe引号, 这是我们讨论过的问题之一 完全的 并在我的论文中用 布伦特 和 te里尔 , 以及的实际零 年 三
- 8年 - 10 (y= 3.3186282177501856591096801533 ...) : y=年 [3; 3, 7, 4, 2, 30, 1, 8, 3, 1, 1, 1, 9, 2, 2, 1, 3, 22986, 2, 1, 32, 8, 2, 1, 8, 55, 1、5、2、28、1、5、1、1501790、1、2、1、7、6、1、1、5、2、1、6、2、1、2、1、1、3、1、, 3, 1, 2, 4, 3, 1, 35657, 1, 17, 2, 15, 1, 1, 2, 1, 1, 5, 3, 2, 1, 1, 7, 2, 1, 7, 1, 3, 25, 49405, 1, 1, 3, 1, 1, 4, 1, 2, ...]
罗伯特·M·科尔利斯 以下为: ” 继续的 分数和混沌 “,美国数学月刊 99 (1992)中, 第203-215页 MR 94克:58135
哈罗德·M·斯塔克 以下为: ” Brillhart发现的一些奇异连分数的解释 ”, 在A.O.L.Atkin和B.J.Birch(编辑)中, 数论中的计算机 (科学研究委员会程序地图集研讨会#2,牛津), 第21-35页。 学术出版社,1971年 MR 49#2570
R.P.Brent、Alfred J.van der Poorten、Herman J.J.te Riele 以下为: ” A比较 计算代数数连分式的算法研究 " 算法数论(Talence,1996),第35-47页, 计算机科学课堂讲稿,1122, 施普林格,柏林,1996年 ( PostScript(后置脚本) ) MR 98c:11144
恩里科·波比里(Enrico Bombieri)、阿尔弗雷德·范德普滕(Alfred J.van der Poorten) 以下为: ” 代数数的连分式 " ( pdf格式 )
(2001-11-19) 如何对连分数进行算术运算? 嗯,这并不容易。 基本上,您可以对连续分数和 将结果正式扩展为连续分数。。。 请记住,扩展中涉及的所有整数都必须是 积极的 整数(前导整数可能除外) 所以很多 案例拆分 是意料之中的。 此外,我们还会看到类似这样的内容 无限精度 可能需要 计算一些简单的东西的展开式,如下面给出的两个数字之和 它们的连续分数展开 (以按需提供偏商的算法形式), 所以这是不可能的 有效地 ...
因为 钦钦定律 适用于连分数 扩展(CFE) 几乎所有 数字,值得注意的是 如果输入符合钦钦定律,这些东西的输出将遵循钦钦法则 (发生这种情况的最微不足道的方式是 偏商 输出是输入序列的直接副本)。
简单一元操作
最简单的操作包括 相反的 (-x)或 相互的 数字x的(1/x)。 连分数, 后者将比前者更简单(实际上,这将是微不足道的) 如果我们不必面对负数。。。 那么,让我们来处理 相反的 首先是x。 要么是 1 为1或不是:
-【a】 0 ; 1,a 2 ,一个 三 ,一个 4 , ...] = [(-a) 0 -1); (a) 2 +1) ,一个 三 ,一个 4 ,…] -【a】 0 ; 一 1 ,一个 2 ,一个 三 ,一个 4 , ...] = [(-a) 0 -1); 1,(a) 1 -1) ,一个 2 ,一个 三 ,一个 4 , ...] 如果是 1 ¹ 1 计算 相互的 对于正数来说,CFE很容易:
1/[0;a 1 ,一个 2 ,一个 三 ,一个 4 , ...] = 【a】 1 ; 一 2 ,一个 三 ,一个 4 , ...] 1/[年 0 ; 一 1 ,一个 2 ,一个 三 ,一个 4 , ...] = [0;a 0 ; 一 1 ,一个 2 ,一个 三 ,一个 4 ,…] 如果是 0 >0. 对于负数,我们取相反的倒数 [这是积极的] 并得到与之相反的结果。 这意味着 8个不同的案例,我们不会详细说明。。。 例如:
1/[-1;1,a 2 ,1,a 4 ,一个 5 ,一个 6 , ...] =[(-a 2 -2); (a) 4 +1) ,一个 5 ,一个 6 ,…]
二进制操作
比较两个连续分数 一 和 b条 总是很容易: 如果所有相应的偏商都相等,则数字相等。 否则,只需考虑第一秩n,其偏商为 n个 和b n个 不同。 说一声 n个 >b条 n个 以下为:
如果n为 即使 ,然后 一 > b条 。 如果n为 古怪的 ,那么 一 < b条 。
当 有限的,有限的 包含连分数,如果我们 约定终止分数上的“下一个”偏商 实际上是 +¥ 。
然而,请注意,如果 一 和 b条 是相等的 导致非终止过程: 如果两个数字都给出了, 通过按需给出偏商的通用算法, 那么你就必须永远查询这两种算法 (因为他们最终可能会得出不同的结果)。 类似的注释也适用于其他二进制操作, 具有深远的理论影响。。。
特别是,这表明没有 一般的 算法 计算像这样简单的东西 两个连分数的和(或积) [从技术上讲 算法 是一个程序 总是 终止]。 这是因为有些情况下“下一步” 偏商 两个连续分数之和(或乘积)无法确定 不知道 全部的 两个操作数的偏商。 这种情况尤其发生在和(或乘积)是有理的时候 但两个操作数都不是 (如果两个操作数都是作为计算机程序给出的,根据要求给出偏商, 你可能必须永远查询这样的程序, 无法确定结果的偏商 超过某一点。)
这个理论障碍并不妨碍设计的实用性 实际的 程序,但这仅仅意味着它们不能万无一失和/或完全自动化 (就像自动浮点运算不是万无一失的一样)。 例如,我们可能不得不与 连分数 等价物 臭名昭著的 舍入误差 有限精度位置算法, 偶尔也会接受“非常大”的偏商可能代表无穷大 (表示一个合理的结果)不确定。。。
哈克姆 关于连分式算法 和 较长的纸张 作者:Bill Gosper。
(2014-09-10) 拜尔空间 ( 勒内·贝尔 ) 所有无限序列的集合 积极的 整数, 被赋予 Tychonoff拓扑 。
The 首选约定 将Baire空间定义为包括 序列 非负的 整数。 这里使用的另一个约定仅在连分数的上下文中方便。 The 连续分数展开 任何 非理性的 [0,1]中的数字是 拜尔太空 . 我们已经知道这种关系是 双射的 。
更令人惊讶的是,我们的双射是一个 同胚 (即,自身及其逆函数是连续函数) 两个相关的集合,被赋予各自的 最自然的 拓扑结构。
The 间隔 [0,1] 是一个 度量空间 相对于普通的欧几里德距离。 非理性点简单地形成一个 子空间 这一点。
另一方面,Baire空间是笛卡尔积 正整数集副本的可数无穷大 (序列中的每个索引都有一个这样的副本)。 笛卡尔积上的自然拓扑是 Tychonoff拓扑 (与天真的所谓 箱形拓扑 当有无穷多个笛卡尔分量时)。
证明: 双射 是同胚 若(iff) 它改变了一些特殊的 拓扑基 一个空间的 成为另一个的拓扑基础。 在目前的情况下,考虑以下类型的(开放)集合:
在Baire空间中 规定了前n项。 第一个n的无理数集 偏商 规定。 显然,我们的双射将一种类型的集合转换为另一种类型。 所以,我们只需要检查每个家庭的形式 其自身空间的拓扑基础,留给读者练习。
Baire空间和无理数集都是 完全断开 。
巴伊雷 空间与无理数同胚 作者:Martin Sleziak(2014-04-28)。