Почти целое число

В развлекательной математике почти целое число (или почти целое число ) — это любое число, которое не является целым числом , но очень близко к единице. Почти целые числа могут считаться интересными, когда они возникают в некотором контексте, в котором они неожиданны.

Почти целые числа, относящиеся к золотому сечению и числам Фибоначчи

Некоторые примеры почти целых чисел представляют собой высокие степени золотого сечения , например: $\phi ={\frac {1+{\sqrt {5}}}{2}}\approx 1,618$

{\begin{aligned}\phi ^{17}&={\frac {3571+1597{\sqrt {5}}}{2}}\approx 3571,00028\\[6pt]\phi ^{18}&=2889+1292{\sqrt {5}}\approx 5777,999827\\[6pt]\phi ^{19}&={\frac {9349+4181{\sqrt {5}}}{2}}\approx 9349,000107\end{aligned}}

Тот факт, что эти степени приближаются к целым числам, не является совпадением, поскольку золотое сечение является числом Пизо–Виджаярагхавана .

Соотношения чисел Фибоначчи или Люка также могут составлять почти целые числа, например:

${\frac {\operatorname {Fib} (360)}{\operatorname {Fib} (216)}}\approx 1242282009792667284144565908481.999999999999999999999999999999195$
${\frac {\operatorname {Lucas} (361)}{\operatorname {Lucas} (216)}}\approx 2010054515457065378082322433761.000000000000000000000000000000497$

Приведенные выше примеры можно обобщить с помощью следующих последовательностей, которые генерируют почти целые числа, приближающиеся к числам Люка с возрастающей точностью:

$a(n)={\frac {\operatorname {Fib} (45\times 2^{n})}{\operatorname {Fib} (27\times 2^{n})}}\approx \operatorname {Lucas} (18\times 2^{n})$
$a(n)={\frac {\operatorname {Lucas} (45\times 2^{n}+1)}{\operatorname {Lucas} (27\times 2^{n})}}\approx \operatorname {Lucas} (18\times 2^{n}+1)$

По мере увеличения n число последовательных девяток или нулей, начинающихся с десятых долей числа a ( n ), стремится к бесконечности.

Почти целые числа, относящиеся кеиπ

Другие случаи несовпадения почти целых чисел включают три самых больших числа Хегнера :

$e^{\pi {\sqrt {43}}}\approx 884736743.999777466$
$e^{\pi {\sqrt {67}}}\approx 147197952743.999998662454$
$e^{\pi {\sqrt {163}}}\approx 262537412640768743.99999999999925007$

где несовпадение можно лучше оценить, если выразить его в общей простой форме: ^[2]

e^{\pi {\sqrt {43}}}=12^{3}(9^{2}-1)^{3}+744-(2.225\ldots )\times 10^{-4}

e^{\pi {\sqrt {67}}}=12^{3}(21^{2}-1)^{3}+744-(1.337\ldots )\times 10^{-6}

e^{\pi {\sqrt {163}}}=12^{3}(231^{2}-1)^{3}+744-(7.499\ldots )\times 10^{-13}

где

21=3\times 7,\quad 231=3\times 7\times 11,\quad 744=24\times 31

и причина квадратов обусловлена определенными рядами Эйзенштейна . Константа иногда называется константой Рамануджана . $e^{\pi {\sqrt {163}}}$

Почти целые числа, включающие математические константы π и e, часто озадачивали математиков. Вот пример: Объяснение этого, казалось бы, замечательного совпадения было дано А. Доманом в сентябре 2023 года и является результатом суммы, связанной с тета-функциями Якоби следующим образом: Первый член доминирует, поскольку сумма членов для всего Сумма, следовательно, может быть усечена до значения, где решение для дает Переписывание приближения для и использование приближения для дает Таким образом, перестановка членов дает По иронии судьбы, грубое приближение для дает дополнительный порядок точности. ^[1] $e^{\pi }-\pi =19.999099979189\ldots$ $\sum _{k=1}^{\infty }\left(8\pi k^{2}-2\right)e^{-\pi k^{2}}=1.$ $k\geq 2$ $\sim 0.0003436.$ $\left(8\pi -2\right)e^{-\pi }\approx 1,$ $e^{\pi }$ $e^{\pi }\approx 8\pi -2.$ $e^{\pi }$ $7\pi \approx 22$ $e^{\pi }\approx \pi +7\pi -2\approx \pi +22-2=\pi +20.$ $e^{\pi }-\pi \approx 20.$ $7\pi$

Другой пример, включающий эти константы: $e+\pi +e\pi +e^{\pi }+\pi ^{e}=59.9994590558\ldots$

Смотрите также

Шизофреническое число

Ссылки

^ ab Эрик Вайсштейн , «Почти целое число» в MathWorld
^ "Подробнее об e^(pi*SQRT(163))".

Внешние ссылки

Дж. С. Маркович Совпадение, сжатие данных и концепция экономии мышления Маха