المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

Weierstrass Substitution
17-9-2018
Vowel systems KIT
2024-04-15
Conjugate Gradient Method on the Normal Equations
30-11-2021
خصائص الأرض في الزراعة العضوية
17-12-2015
مـؤهلات قيـام مرحلة التـجاريين
9-10-2019
المقدّمة العقليّة والشرعيّة والعاديّة
13-9-2016

Pythagoras,s Constant  
  
1071   02:05 صباحاً   date: 26-7-2020
Author : Bailey, D. H.; Borwein, J.; Crandall, R. E.; and Pomerance, C.
Book or Source : "On the Binary Expansions of Algebraic Numbers." J. Théor. Nombres Bordeaux 16
Page and Part : ...


Read More
Date: 18-10-2019 871
Date: 22-7-2020 715
Date: 20-9-2020 1792

Pythagoras's Constant

PythagorassConstant

In this work, the name Pythagoras's constant will be given to the square root of 2,

 sqrt(2)=1.4142135623...

(1)

(OEIS A002193), which the Pythagoreans proved to be irrational.

In particular, sqrt(2) is the length of the hypotenuse of an isosceles right triangle with legs of length one, and the statement that it is irrational means that it cannot be expressed as a ratio p/q of integers p and q. Legend has it that the Pythagorean philosopher Hippasus used geometric methods to demonstrate the irrationality of sqrt(2) while at sea and, upon notifying his comrades of his great discovery, was immediately thrown overboard by the fanatic Pythagoreans. A slight generalization is sometimes known as Pythagoras's theorem.

Theodorus subsequently proved that the square roots of the numbers from 3 to 17 (excluding 4, 9,and 16) are also irrational (Wells 1986, p. 34).

It is not known if Pythagoras's constant is normal to any base (Stoneham 1970, Bailey and Crandall 2003).

The continued fraction for sqrt(2) is periodic, as are all quadratic surds,

 sqrt(2)=[1,2,2,2,...]=[1,2^_]

(2)

(OEIS A040000).

sqrt(2) has the Engel expansion 1, 3, 5, 5, 16, 18, 78, 102, 120, ... (OEIS A028254).

It is apparently not known if any BBP-type formula exists for sqrt(2), but pisqrt(2) has the formulas

pisqrt(2) = sum_(k=0)^(infty)1/((-8)^k)(4/(6k+1)+1/(6k+3)+1/(6k+5))

(3)

= 1/(64)sum_(k=0)^(infty)1/((-512)^k)((256)/(18k+1)+(64)/(6k+3)+(64)/(18k+5)-(32)/(18k+7)-8/(18k+9)-8/(18k+11)+4/(18k+13)+1/(18k+15)+1/(18k+17))

(4)

= 4sum_(k=0)^(infty)(-1)^k(1/(4k+1)+1/(4k+3))

(5)

= 4sum_(k=0)^(infty)(-1)^k(1/(12k+1)+1/(12k+3)-1/(12k+5)-1/(12k+7)+1/(12k+9)+1/(12k+11))

(6)

= sum_(k=0)^(infty)(-1)^k(3/(20k+1)+3/(20k+3)+2/(20k+5)-3/(20k+7)+3/(20k+9)+3/(20k+11)-3/(20k+13)+2/(20k+17)+3/(20k+19))

(7)

= 1/8sum_(k=0)^(infty)1/(64^k)((32)/(12k+1)+8/(2k+3)+8/(12k+5)-4/(12k+7)-1/(12k+9)-1/(12k+11))

(8)

(E. W. Weisstein, Aug. 30, 2008).

The binary representation for sqrt(2) is given by

 sqrt(2)=10110101000001001111..._2

(9)

(OEIS A004539; Graham and Polack 1970; Bailey et al. 2003).

Using the Bhaskara-Brouncker square root algorithm for the case n=2, this gives the convergents to sqrt(2) as 1, 3/2, 7/5, 17/12, 41/29, 99/70, ... (OEIS A001333 and A000129; Wells 1986, p. 34; Flannery and Flannery 2000, p. 132; Derbyshire 2004, p. 16). The numerators are given by the solutions to the linear recurrence equation

 a(n)=2a(n-1)+a(n-2),

(10)

given by

 a(n)=1/2[(1-sqrt(2))^n+(1+sqrt(2))^n],

(11)

and the denominators are the Pell numbers, i.e., solutions to the same recurrence equation with b(0)=0 and b(1)=1, which has solution

 b(n)=((1+sqrt(2))^n-(1-sqrt(2))^n)/(2sqrt(2)).

(12)

Every other value of a(n), i.e., 1, 7, 41, 239, ... (OEIS A002315) produces the NSW numbers.

Ribenboim (1996, p. 369) considers prime values of p such that a(p) is prime, although he mistakenly refers to these as values of p that yield prime NSW numbers. The first few such p are 3, 5, 7, 19, 29, 47, 59, 163, 257, 421, 937, 947, 1493, 1901, ... (OEIS A005850).

For sqrt(2), the Newton's iteration square root algorithm gives the convergents 1, 3/2, 17/12, 577/408, 665857/470832, ... (OEIS A001601 and A051009).

The Babylonians gave the impressive approximation

 sqrt(2) approx 1+(24)/(60)+(51)/(60^2)+(10)/(60^3)=1.41421296296296...

(13)

(OEIS A070197; Wells 1986, p. 35; Guy 1990; Conway and Guy 1996, pp. 181-182; Flannery 2006, pp. 32-33).


REFERENCES:

Bailey, D. H.; Borwein, J.; Crandall, R. E.; and Pomerance, C. "On the Binary Expansions of Algebraic Numbers." J. Théor. Nombres Bordeaux 16, 487-518, 2004.

Bailey, D. H. and Crandall, R. E. "Random Generators and Normal Numbers." Exper. Math. 11, 527-546, 2002.

Conway, J. H. and Guy, R. K. The Book of Numbers. New York: Springer-Verlag, p. 25 and 181-182, 1996.

Derbyshire, J. Prime Obsession: Bernhard Riemann and the Greatest Unsolved Problem in Mathematics. New York: Penguin, 2004.

Finch, S. R. "Pythagoras' Constant." §1.1 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 1-5, 2003.

Flannery, D. The Square Root of 2: A Dialogue Concerning a Number and a Sequence. New York: Copernicus, 2006.

Flannery, S. and Flannery, D. In Code: A Mathematical Journey. London: Profile Books, pp. 130-132, 2000.

Good, I. J. and Gover, T. N. "The Generalized Serial Test and the Binary Expansion of sqrt(2)." J. Roy. Statist. Soc. Ser. A 130, 102-107, 1967.

Good, I. J. and Gover, T. N. "Corrigendum." J. Roy. Statist. Soc. Ser. A 131, 434, 1968.

Gourdon, X. and Sebah, P. "Pythagore's Constant: sqrt(2)." https://numbers.computation.free.fr/Constants/Sqrt2/sqrt2.html.

Graham, R. L. and Pollak, H. O. "Note on a Nonlinear Recurrence Related to sqrt(2)." Math. Mag. 43, 143-145, 1970.

Guy, R. K. "Review: The Mathematics of Plato's Academy." Amer. Math. Monthly 97, 440-443, 1990.

Jones, M. F. "22900D [sic] Approximations to the Square Roots of the Primes Less Than 100." Math. Comput. 22, 234-235, 1968.

Nagell, T. Introduction to Number Theory. New York: Wiley, p. 34, 1951.

Ribenboim, P. The New Book of Prime Number Records. New York: Springer-Verlag, 1996.

Shanks, D. Solved and Unsolved Problems in Number Theory, 4th ed. New York: Chelsea, p. 126, 1993.

Sloane, N. J. A. Sequences A000129/M1314, A001333/M2665, A001601/M3042, A002193/M3195, A004539, A005850/M2426, A028254, A040000, A051009, and A070197 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Stoneham, R. "A General Arithmetic Construction of Transcendental Non-Liouville Normal Numbers from Rational Functions." Acta Arith. 16, 239-253, 1970.

Uhler, H. S. "Many-Figures Approximations to sqrt(2), and Distribution of Digits in sqrt(2) and 1/sqrt(2)." Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 37, 63-67, 1951.

Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Numbers. Middlesex, England: Penguin Books, pp. 34-35, 1986.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.