 |
 |
 |
 |
 |
 |
Диссертации на заказ
дипломы на заказ
рефераты на заказ
Форум
Наш партнёр:
ChangePoint.Ru -
Обмен WebMoney в Израиле
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ
скачать реферат
требуемой точности от этого иррационального числа. При этом обычно стараются выбрать рациональное число возможно простым, то есть в виде десятичной дроби с небольшим числом знаков после запятой или в виде обыкновенной дроби со сравнительно небольшим знаменателем.
Для громоздких рациональных чисел, то есть чисел с большими знаменателями, также иногда возникают задачи, связанные с необходимостью отыскания хороших рациональных приближений, понимая под этим отыскание рациональных чисел со сравнительно небольшими знаменателями, мало отличающимися от данных чисел.
Цепные дроби дают очень удобный аппарат для решения задач такого рода. С помощью цепных дробей удается заменять действительные числа рациональными дробями так, что ошибка от такой замены мала по сравнению со знаменателями этих рациональных чисел.
2.1. Оценка погрешности при замене действительного числа его подходящей дробью.
Теорема 1: Для любых двух соседних подходящих дробей и к действительному числу имеет место неравенство , и если , то .
Доказательство: Если , подходящие дроби и , из которых одна четная, а другая нечетная, лежат по разные стороны от (так как точное значение непрерывной дроби находится между двумя соседними подходящими дробями), и поэтому расстояние от до любой из них меньше длины интервала, образованного этими двумя подходящими дробями, то есть
.
Если =, то .
Теорема 2: Для любой подходящей дроби к действительному числу справедливо неравенство:
Доказательство: Если =, то получаем, что левая часть неравенства равна нулю, в то время как правая часть всегда больше нуля. Поэтому при = неравенство выполняется. Пусть , то есть существует подходящая дробь .
При k>0 и согласно предыдущей теореме имеем:
.
Отдельно рассмотрим случай k=0. Если , то
.
Теорема 3: Если , то .
Из теорем 1-3 получаем следующие оценки погрешности:
, ,
из которых первая является наиболее точной, а последняя наиболее грубой.
2.2. Приближение действительного числа подходящими дробями.
Решение поставленной задачи начнем с рассмотрения нескольких примеров.
Пример 1: Рассмотрим задачу, аналогичную той, с которой встретился голландский математик Христиан Гюйгенс (1629-1695) при построении модели солнечной системы с помощью набора зубчатых колес и которая привела его к открытию ряда важных свойств непрерывных дробей.
Пусть требуется, чтобы отношение угловых скоростей двух зацепляющихся зубчатых колес II и I было равно .
Так как угловые скорости колес обратно пропорциональны числам зубцов, то отношение чисел зубцов колес I и II должно быть равно . Если несократимая дробь с большим числителем и знаменателем, например, , то для точного решения задачи возникает техническая трудность изготовления колес с большим количеством зубцов.
Задачу можно технически упростить при помощи колес с меньшим количеством зубцов. При этом важно, чтобы отношение этих чисел было, по возможности, ближе к заданному отношению. Хорошего удовлетворения поставленных требований можно добиться, если воспользоваться непрерывными дробями.
Пусть, например, поставлено требование заменить N и n меньшими числами и так, чтобы и чтобы отношение было, по возможности, ближе к .
Применяя аппарат цепных дробей, можем дать следующее решение этой задачи: разлагаем в непрерывную дробь и берем ее подходящую дробь с наибольшим знаменателем, не превышающим 100.
Получаем, =(1, 2, 3, 7, 8, 2)
Составляя схему, находим:
123782131073594126112751415881
Поставленному
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ
2.3. Теорема Дирихле.
Выше мы нашли оценку погрешности, возникающей при замене любого действительного числа рациональными дробями определенного типа, а именно: подходящими дробями. А сейчас рассмотрим некоторые сравнительно простые результаты, показывающие как обстоит дело с приближением действительных чисел рациональными числами, не предрешая заранее, что эти рациональные числа будут подходящими дробями. Пусть произвольное действительное число. Из теории десятичных дробей следует существование рационального числа такого, что . поставим вопрос о возможности таких приближений рациональными числами , при которых точность приближения будет оценена не величиной , а величиной, в раз меньшей, то есть вопрос о нахождении рациональных чисел таких, что , где любое заранее положительное число. Например, можно поставить задачу нахождения такого рационального приближения к , чтобы точность приближения была в 1000 или в 1000000 раз лучшей, чем величина, обратная знаменателю. Это соответствует выбору =1000 или =1000000. оказывается, что как бы велико ни было , можно найти рациональную дробь , приближающую с точностью до , причем и это является самым интересным, дробь мы можем выбрать так, что . Теорема Дирихле: Пусть и действительные числа; существует несократимая дробь , для которой , (или: существует такая пара взаимно простых целых чисел a и b, что , ). Доказательство: Теорему легко доказать с помощью аппарата цепных дробей. Пусть подходящая дробь числа ; выберем наибольший из знаменателей , не превышающий , то есть наибольшее k, чтобы и положим =. Рассмотрим два случая: 1) не является последним знаменателем, то есть существует такое, что <. Тогда при a= и b= имеем:
2) знаменатель последней подходящей дроби разложения , то есть =. Тогда при a=, b=, имеем: . Теорема доказана. Сам Дирихле дал другое доказательство, использовав в нем принцип, который носит теперь имя Дирихле: при распределении N объектов между N-1 ящиками хотя бы в одном ящике должно находиться 2 объекта. Приведем это доказательство. Пусть , рассмотрим
скачать реферат
1 2 3 4 5 6 7 ... последняя
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ
Внимание! Студенческий отдых и мегатусовка после сессии!