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接近整数

趣味數學中,接近整数是指很接近整數無理數。這類數字中,有些因為其數學上的特性使其接近整数,有些還找不到其特性,看起來似乎只是巧合

Ed Pegg jr.先生發現上圖中的線段d長度為,非常接近7(數值為7.0000000857)[1]

有關黃金比例及其他皮索特-维贾亚拉加文数 编辑

黃金比例 的高次方符合此特性。例如

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其中 代表費波納契數列的第 

這是因為有恆等式 [註 1],所以當 為足夠大的正整數時,

 

這些數字接近整數的原因和黃金比例的特性有關,不是數學巧合。其原因是因為黃金比例為皮索特-维贾亚拉加文数,而皮索特-维贾亚拉加文数的高次方會是接近整數。

這些數字與費波納契數有密切的關係,因為費波納契數相鄰兩項的比值會趨近於黃金比例,而如果m整除n,則第m個費波納契數也會整除第n個費波納契數。

皮索特-维贾亚拉加文数是指代數數本身大於1,而且其極小多項式中另一根的絕對值小於1。像黃金比例本身大於1, 的最小多項式為  

另一根為  

絕對值小於1,因此黃金比例為皮索特-维贾亚拉加文数,其高次方會是接近整数。

依照根和系数的关系,可得知

 

 

 可以用  來表示,由於二根之和及二根之積均為整數,計算所得的結果也是一個正整數,假設為一正整數K,則 可以用下式表示

 

由於 的絕對值小於1,在n增大時,其高次方會趨於0,此時可得

 

除了黃金比例外,其他皮索特-维贾亚拉加文数的無理數也符合此一條件,例如 

有關黑格納數 编辑

以下也是幾個非巧合出現的接近整數,和最大三項的黑格納數有關:

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以上三式可以用以下的式子表示[2]:

 
 
 

其中:  由於艾森斯坦級數的關係,使得上式中出現平方項。常數 有時會稱為拉馬努金常數

有關π及e 编辑

許多有關πe的常數也是接近整數,例如

 

以及

 

格尔丰德常数 )接近 ,至2011年為止還沒找到出現此特性的原因[1],因此只能視為一數學巧合。另一個有關格尔丰德常数的常數也是接近整數  

以下也是一些接近整數的例子

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其他例子 编辑

       
       
       
       
       
       
       
       
 
 
  ,其中 辛钦常数
 


 


 
 


 
 


 
 ,這是由於 的緣故,另一個類似的例子為 
 

外部連結 编辑

  • J.S. Markovitch Coincidence, data compression, and Mach's concept of economy of thought (页面存档备份,存于互联网档案馆

註釋 编辑

  1. ^ 此式可利用數學歸納法與性質 證明。

參考資料 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 Eric Weisstein, "Almost Integer" (页面存档备份,存于互联网档案馆) at MathWorld
  2. ^ 存档副本. [2011-09-17]. (原始内容于2009-08-11). 

接近整数, 在趣味數學中, 是指很接近整數的無理數, 這類數字中, 有些因為其數學上的特性使其, 有些還找不到其特性, 看起來似乎只是巧合, pegg, 先生發現上圖中的線段d長度為12130, 61421, 235831385, displaystyle, frac, sqrt, frac, 61421, sqrt, 5831385, 非常接近7, 數值為7, 0000000857, 目录, 有關黃金比例及其他皮索特, 维贾亚拉加文数, 有關黑格納數, 有關π及e, 其他例子, 外部連結, 註釋, 參考資料有關黃. 在趣味數學中 接近整数是指很接近整數的無理數 這類數字中 有些因為其數學上的特性使其接近整数 有些還找不到其特性 看起來似乎只是巧合 Ed Pegg jr 先生發現上圖中的線段d長度為12130 61421 235831385 displaystyle frac 1 2 sqrt frac 1 30 61421 23 sqrt 5831385 非常接近7 數值為7 0000000857 1 目录 1 有關黃金比例及其他皮索特 维贾亚拉加文数 2 有關黑格納數 3 有關p及e 4 其他例子 5 外部連結 6 註釋 7 參考資料有關黃金比例及其他皮索特 维贾亚拉加文数 编辑黃金比例f 1 52 1 61803398875 displaystyle varphi frac 1 sqrt 5 2 approx 1 61803398875 nbsp 的高次方符合此特性 例如 f17 3571 159752 3571 00028 F16 F18 displaystyle varphi 17 frac 3571 1597 sqrt 5 2 approx 3571 00028 approx F 16 F 18 nbsp f18 2889 12925 5777 999827 F17 F19 displaystyle varphi 18 2889 1292 sqrt 5 approx 5777 999827 approx F 17 F 19 nbsp f19 9349 418152 9349 000107 F18 F20 displaystyle varphi 19 frac 9349 4181 sqrt 5 2 approx 9349 000107 approx F 18 F 20 nbsp 其中Fn displaystyle F n nbsp 代表費波納契數列的第n displaystyle n nbsp 項這是因為有恆等式fn Fn 1 Fn f displaystyle varphi n F n 1 F n times varphi nbsp 註 1 所以當n displaystyle n nbsp 為足夠大的正整數時 fn Fn 1 Fn f Fn 1 Fn Fn 1Fn Fn 1 Fn 1 displaystyle varphi n F n 1 F n times varphi approx F n 1 F n times left frac F n 1 F n right F n 1 F n 1 nbsp 這些數字接近整數的原因和黃金比例的特性有關 不是數學巧合 其原因是因為黃金比例為皮索特 维贾亚拉加文数 而皮索特 维贾亚拉加文数的高次方會是接近整數 這些數字與費波納契數有密切的關係 因為費波納契數相鄰兩項的比值會趨近於黃金比例 而如果m整除n 則第m個費波納契數也會整除第n個費波納契數 皮索特 维贾亚拉加文数是指代數數本身大於1 而且其極小多項式中另一根的絕對值小於1 像黃金比例本身大於1 f displaystyle varphi nbsp 的最小多項式為 x2 x 1 0 displaystyle x 2 x 1 0 nbsp 另一根為 f 1 52 0 618 displaystyle overline varphi frac 1 sqrt 5 2 approx 0 618 nbsp 絕對值小於1 因此黃金比例為皮索特 维贾亚拉加文数 其高次方會是接近整数 依照根和系数的关系 可得知ff 1 displaystyle varphi overline varphi 1 nbsp f f 1 displaystyle varphi overline varphi 1 nbsp 而fn f n displaystyle varphi n overline varphi n nbsp 可以用ff displaystyle varphi overline varphi nbsp 及f f displaystyle varphi overline varphi nbsp 來表示 由於二根之和及二根之積均為整數 計算所得的結果也是一個正整數 假設為一正整數K 則fn displaystyle varphi n nbsp 可以用下式表示fn K f n displaystyle varphi n K overline varphi n nbsp 由於f displaystyle overline varphi nbsp 的絕對值小於1 在n增大時 其高次方會趨於0 此時可得fn K displaystyle varphi n approx K nbsp 除了黃金比例外 其他皮索特 维贾亚拉加文数的無理數也符合此一條件 例如1 2 displaystyle 1 sqrt 2 nbsp 有關黑格納數 编辑以下也是幾個非巧合出現的接近整數 和最大三項的黑格納數有關 ep43 884736743 999777466 displaystyle e pi sqrt 43 approx 884736743 999777466 nbsp ep67 147197952743 999998662454 displaystyle e pi sqrt 67 approx 147197952743 999998662454 nbsp ep163 262537412640768743 99999999999925007 displaystyle e pi sqrt 163 approx 262537412640768743 99999999999925007 nbsp 以上三式可以用以下的式子表示 2 ep43 123 92 1 3 744 2 225 10 4 displaystyle e pi sqrt 43 12 3 9 2 1 3 744 2 225 cdots times 10 4 nbsp ep67 123 212 1 3 744 1 337 10 6 displaystyle e pi sqrt 67 12 3 21 2 1 3 744 1 337 cdots times 10 6 nbsp ep163 123 2312 1 3 744 7 499 10 13 displaystyle e pi sqrt 163 12 3 231 2 1 3 744 7 499 cdots times 10 13 nbsp 其中 21 3 7 231 3 7 11 744 24 31 displaystyle 21 3 times 7 231 3 times 7 times 11 744 24 times 31 nbsp 由於艾森斯坦級數的關係 使得上式中出現平方項 常數ep163 displaystyle e pi sqrt 163 nbsp 有時會稱為拉馬努金常數 有關p及e 编辑許多有關p及e的常數也是接近整數 例如 ep p 19 999099979189 displaystyle e pi pi 19 999099979189 cdots nbsp 以及 e5p 6635623 999341134233 displaystyle e 5 pi 6635623 999341134233 cdots nbsp 格尔丰德常数 ep displaystyle e pi nbsp 接近p 20 displaystyle pi 20 nbsp 至2011年為止還沒找到出現此特性的原因 1 因此只能視為一數學巧合 另一個有關格尔丰德常数的常數也是接近整數 ep p 16p 1 00793356 displaystyle frac e pi pi 1 6 pi 1 00793356 cdots nbsp 以下也是一些接近整數的例子 22p4 2143 0000027480 displaystyle 22 pi 4 2143 0000027480 cdots nbsp p5 306 019684 displaystyle pi 5 306 019684 cdots nbsp p3 31 006276 displaystyle pi 3 31 006276 cdots nbsp p13 2 1704 017978 displaystyle pi 13 2 1704 017978 cdots nbsp p3 p500 30 999993494 displaystyle pi 3 frac pi 500 30 999993494 cdots nbsp p2 p24 10 000504 displaystyle pi 2 frac pi 24 10 000504 cdots nbsp p5 3p3 213 0008547 displaystyle pi 5 3 pi 3 213 0008547 cdots nbsp ep p 0 0009 19 9999999791 displaystyle e pi pi 0 0009 19 9999999791 cdots nbsp e3 20 0855369 displaystyle e 3 20 0855369 cdots nbsp e9 2 90 0171313 displaystyle e 9 2 90 0171313 cdots nbsp ep2 85 019695 displaystyle e pi sqrt 2 85 019695 cdots nbsp e6 p5 p4 0 00001767 displaystyle e 6 pi 5 pi 4 0 00001767 cdots nbsp 9p5 2e3 2714 00608922 displaystyle 9 pi 5 2e 3 2714 00608922 cdots nbsp e13 2 p 662 00004039 displaystyle e 13 2 pi 662 00004039 cdots nbsp p13 2 e9 2 1614 00084707 displaystyle pi 13 2 e 9 2 1614 00084707 cdots nbsp 其他例子 编辑cos pcos pcos ln p 20 0 9999999999999999999999999999999999606783 displaystyle cos left pi cos left pi cos ln left pi 20 right right right approx 0 9999999999999999999999999999999999606783 nbsp sin 201725 0 9999999999999999785 displaystyle sin 2017 sqrt 5 2 approx 0 9999999999999999785 nbsp k 1 ntanh p 10n 181 1 11 10 269 displaystyle sum k 1 infty frac lfloor n tanh pi rfloor 10 n frac 1 81 approx 1 11 times 10 269 nbsp 29 cos 2p59 cos 24p59 195 3 057684294154 10 6 displaystyle sqrt 29 left cos frac 2 pi 59 cos frac 24 pi 59 right frac 19 5 approx 3 057684294154 times 10 6 nbsp 1 103378831900730205293632e3p163 196884e2p163 262537412640768744ep163 1 161367900476 10 59 displaystyle 1 frac 103378831900730205293632 e 3 pi sqrt 163 frac 196884 e 2 pi sqrt 163 frac 262537412640768744 e pi sqrt 163 approx 1 161367900476 times 10 59 nbsp ln2 262537412640768744p2 163 2 32167 10 29 displaystyle frac ln 2 262537412640768744 pi 2 163 approx 2 32167 times 10 29 nbsp 10tanh 2815p p9e8 3 661398 10 8 displaystyle 10 tanh frac 28 15 pi frac pi 9 e 8 approx 3 661398 times 10 8 nbsp 91104 3319 3 661398 10 8 displaystyle sqrt 4 frac 91 10 frac 33 19 approx 3 661398 times 10 8 nbsp g 1081 11 210 0 1ex 1 1xex dx 1081 11 210 2 72 10 7 displaystyle gamma 10 over 81 left 11 2 sqrt 10 right int 0 infty left frac 1 e x 1 frac 1 xe x right rm d x 10 over 81 left 11 2 sqrt 10 right approx 2 72 times 10 7 nbsp 5 5 G 34 e56p 1 000000000000045422 displaystyle frac left 5 sqrt 5 right Gamma left 3 over 4 right e frac 5 6 pi approx 1 000000000000045422 nbsp 14 cos 110 cosh 110 2cos 220cosh 220 1 000000000000248 displaystyle 1 over 4 left cos 1 over 10 cosh 1 over 10 2 cos sqrt 2 over 20 cosh sqrt 2 over 20 right approx 1 000000000000248 nbsp e6 p5 p4 1 7673 10 5 displaystyle e 6 pi 5 pi 4 approx 1 7673 times 10 5 nbsp 29 cos 2p59 cos 24p59 3 0576842941540143382 10 6 displaystyle sqrt 29 left cos frac 2 pi 59 cos frac 24 pi 59 right approx 3 0576842941540143382 times 10 6 nbsp 35 g 35 0 1ex 1 1xex dx 3 000060964 displaystyle left 3 sqrt 5 right gamma left 3 sqrt 5 right int 0 infty left frac 1 e x 1 frac 1 xe x right rm d x approx 3 000060964 nbsp eϕ0 2 34 e 0 1tet e2 34tet 1 dt 1 99999969 displaystyle e phi 0 left frac 2 sqrt 3 4 right e int 0 infty left frac 1 te t frac e frac 2 sqrt 3 4 t e t 1 right rm d t approx 1 99999969 nbsp 933ln 2 1 00030887 displaystyle frac sqrt 3 9 3 ln 2 approx 1 00030887 nbsp k 10 k210000 100pln 10 83 0 11010000 100pln 10 1 3809 10 18613 displaystyle sum k infty infty 10 frac k 2 10000 100 sqrt frac pi ln 10 theta 3 left 0 frac 1 sqrt 10000 10 right 100 sqrt frac pi ln 10 approx 1 3809 times 10 18613 nbsp p9e8 9 998387 displaystyle pi 9 over e 8 approx 9 998387 nbsp ep p 19 999099979 displaystyle e pi pi approx 19 999099979 nbsp ep ln 3ln 2 45 31 0000000033 displaystyle frac e pi ln 3 ln 2 frac 4 5 approx 31 0000000033 nbsp p11e3 G G p 1 1 p11e3 0 t 0 upeuduetdt 7266 9999993632596 displaystyle frac pi 11 e 3 Gamma left Gamma left pi 1 right 1 right frac pi 11 e 3 int 0 infty frac t int 0 infty frac u pi e u rm d u e t rm d t approx 7266 9999993632596 nbsp 163 p e 68 999664 displaystyle 163 left pi e right approx 68 999664 nbsp 239 5 643634359049 109 00003387 displaystyle left frac 23 9 right 5 frac 6436343 59049 approx 109 00003387 nbsp 88ln 89 395 00000053 displaystyle 88 ln 89 approx 395 00000053 nbsp 510lg 7 431 00000040727098 displaystyle 510 lg 7 approx 431 00000040727098 nbsp 272logp 97 1087 000000204 displaystyle 272 log pi 97 approx 1087 000000204 nbsp 53453ln 53453 4910 00000122 displaystyle frac 53453 ln 53453 approx 4910 00000122 nbsp 53453ln 53453 163ln 163 4941 99999995925082 displaystyle frac 53453 ln 53453 frac 163 ln 163 approx 4941 99999995925082 nbsp 24 p17 4e2p 4pep 8 24 p17 4e2p 4pep 8 2 570287024592328869357 10 6 displaystyle sqrt 8 frac sqrt 2 4 left pi 17 4e 2 pi 4 pi e pi right sqrt 8 frac sqrt 2 4 left pi 17 4e 2 pi 4 pi e pi right approx 2 570287024592328869357 times 10 6 nbsp 10 24 p17 4e2p 4pep 8 2 57055302118 10 6 displaystyle 10 sqrt 8 frac sqrt 2 4 left pi 17 4e 2 pi 4 pi e pi right approx 2 57055302118 times 10 6 nbsp 10 24 p17 4e2p 4pep 8 2 65996596963 10 10 displaystyle 10 sqrt 8 frac sqrt 2 4 left pi 17 4e 2 pi 4 pi e pi right approx 2 65996596963 times 10 10 nbsp 163ln 163 31 9999987343 displaystyle frac 163 ln 163 approx 31 9999987343 nbsp 222 3 3 00507511272 displaystyle 2 2 2 3 approx 3 00507511272 nbsp 4ln 2 117 2 99999996861 displaystyle 4 ln 2 117 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wikipedia org w index php title 接近整数 amp oldid 80500472, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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