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


Power Fractional Parts  
  
1450   03:13 مساءً   date: 21-10-2020
Author : Bennett, M. A.
Book or Source : "Fractional Parts of Powers of Rational Numbers." Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 114
Page and Part : ...


Read More
Date: 11-11-2020 1039
Date: 5-6-2020 1642
Date: 1-1-2020 1391

Power Fractional Parts

PowerFractionalParts

Hardy and Littlewood (1914) proved that the sequence {frac(x^n)}, where frac(x) is the fractional part, is equidistributed for almost all real numbers x>1 (i.e., the exceptional set has Lebesgue measure zero). Exceptional numbers include the positive integers, the silver ratio 1+sqrt(2) (Finch 2003), and the golden ratio phi. The plots above illustrate the distribution of frac(x^n) for x=epiphi, and 1+sqrt(2). Candidate members of the measure one set are easy to find, but difficult to prove. However, Levin has explicitly constructed such an example (Drmota and Tichy 1997).

FractionalPartThreeHalves

The properties of {frac((3/2)^n)}, the simplest such sequence for a rational number x>1, have been extensively studied (Finch 2003). The first few terms are 0, 1/2, 1/4, 3/8, 1/16, 19/32, 25/64, 11/128, 161/256, 227/512, ... (OEIS A002380 and A000079; Pillai 1936; Lehmer 1941), plotted above (Wolfram 2002, pp. 121-122). For example, {frac((3/2)^n)} has infinitely many accumulation points in both [0,1/2) and [1/2,1] (Pisot 1938, Vijayaraghavan 1941). Furthermore, Flatto et al. (1995) proved that any subinterval of [0,1] containing all but at most finitely many accumulation points of frac((3/2)^n) must have length at least 1/3. Surprisingly, the sequence {frac((3/2)^n)} is also connected with the Collatz problem and with Waring's problem.

Numbers of the form frac((3/2)^n), where frac(x) is the fractional part, appear in Waring's problem. In particular, Waring's problem can be solved completely if the inequality

 frac[(3/2)^n]<=1-(3/4)^n

holds. No counterexample to this inequality is known, and it is even believed that it can be extended to

 (3/4)^n<frac[(3/2)^n]<1-(3/4)^n

for n>7 (Bennett 1993, 1994; Finch 2003). Furthermore, the constant 3/4 can be decreased to 0.5769 (Beukers 1981, Dubitskas 1990). Unfortunately, these inequalities have not been proved.


REFERENCES:

Bennett, M. A. "Fractional Parts of Powers of Rational Numbers." Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 114, 191-201, 1993.

Bennett, M. A. "An Ideal Waring Problem with Restricted Summands." Acta Arith. 66, 125-132, 1994.

Beukers, F. "Fractional Parts of Powers of Rational Numbers." Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 90, 13-20, 1981.

Drmota, M. and Tichy, R. F. Sequences, Discrepancies and Applications. New York: Springer-Verlag, 1997.

Dubitskas, A. K. "A Lower Bound for the Quantity {(3/2)^n}." Russian Math. Survey 45, 163-164, 1990.

Finch, S. R. "Powers of 3/2 Modulo One." §2.30.1 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 194-199, 2003.

Flatto, L.; Lagarias, J. C.; Pollington, A. D. "On the Range of Fractional Parts {xi(p/q)^n}." Acta Arith. 70, 125-147, 1995.

Hardy, G. H. and Littlewood, J. E. "Some Problems of Diophantine Approximation." Acta Math. 37, 193-239, 1914.

Lehmer, D. H. Guide to Tables in the Theory of Numbers. Bulletin No. 105. Washington, DC: National Research Council, p. 82, 1941.

Pillai, S. S. "On Waring's Problem." J. Indian Math. Soc. 2, 16-44, 1936.

Pisot, C. "La répartition modulo 1 et les nombres algébriques." Annali di Pisa 7, 205-248, 1938.

Sloane, N. J. A. Sequences A000079/M1129 and A002380/M2235 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Vijayaraghavan, T. "On the Fractional Parts of the Powers of a Number (I)." J. London Math. Soc. 15, 159-160, 1940.

Vijayaraghavan, T. "On the Fractional Parts of the Powers of a Number (II)." Proc. Cambridge Phil. Soc. 37, 349-357, 1941.

Vijayaraghavan, T. "On the Fractional Parts of the Powers of a Number (III)." J. London Math. Soc. 17, 137-138, 1942.

Wolfram, S. A New Kind of Science. Champaign, IL: Wolfram Media, pp. 121-122, 2002.




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.