连分数和无理数有许多有趣的性质,本篇我们就来了解下:
如下是个简单的连分数,不断的替换1,就得到1的连分数
如果我们把第一式子的1替换成2,依然成立,就得到2的连分数
所以得到
显然这是错误的,伙伴们你知道哪里出错了么?继续往下你就会明白
我们来看无理数的连分数
发现2后面的小数和根号2的小数一样
所以重复下去就得到根号2的连分数
你会发现根号2的连分数是有1和2组成
如图是黄金比例的连分数,
你会发现带根号的都会生成周期性的无穷连分数,根号3,根号5 都存在这样的周期性。
如图是自然常数e的连分式:
你会发现e的连分式也存在着周期性:2114 116 118..........
我们可以用这些连分数来证明这些数是无理数:
首先从有理数分数说起,一个分数不断写成连分数时,必定是有限的收敛的,不会无限延伸下去:
对于无理数如:黄金分割,自然常数 圆周率,这些数的连分数是无限延伸下去的。
如下是π的连分数,按前面所说的方式不断写下去,延伸的越多近似程度越高。
你会发现π的接近速度远高于Φ ,这和他们的连分式有关。
π的连分式都是3,7,15......较大的数逼近程度更快。Φ 的连分式都是1,1,1.......较小的数逼近程度慢。所以黄金比例数被称为无理数之王。
上图中写的分数都是连分式左侧最大的整数部分构成的,如π的分数:22/7,333/106.....总是收敛于π
我们一提到黄金比例数,就不得不想到斐波那契数列,它们两个存在着密切的联系,黄金比例数的连分式生成的部分分式的数列,发现存在斐波那契数:
以上就是对连分数和无理数的描述与分析。
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