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廣義連分數


廣義連分數是如下形式的表示式

 b_0+(a_1)/(b_1+(a_2)/(b_2+(a_3)/(b_3+...))),
(1)

其中 部分分子 a_1,a_2,...部分分母 b_0,b_1,b_2,... 通常可以是整數、實數、複數或函式(Rockett 和 Szüsz,1992 年,第 1 頁)。廣義連分數也可以寫成如下形式

 x=b_0+(a_1)/(b_1+)(a_2)/(b_2+)...
(2)

 x=b_0+K_(n=1)^infty(a_n)/(b_n).
(3)

請注意,有時也會使用 a_n/b_n 以外的其他字母;例如,以下文件ContinuedFractionK[f, g, {i, imin, imax}] 在 Wolfram 語言 中使用 f_n/g_n

帕德逼近 提供了另一種展開函式的方法,即作為兩個冪級數的比率。商差演算法 允許連分數、冪級數和有理函式逼近之間的相互轉換。

下表給出了少量閉合形式的 連分數常數 示例(參見 Euler 1775)。拉馬努金連分數 提供了另一類引人入勝的連分數常數,而 Rogers-Ramanujan 連分數 是收斂廣義連分數函式的示例,其中簡單的定義導致了相當複雜的結構。

連分數近似值OEIS
K_(n=1)^(infty)1/k(I_1(2))/(I_0(2))0.697774...A052119
K_(n=1)^(infty)k/k(e-1)^(-1)0.581976...A073333
1+K_(n=1)^(infty)k/1sqrt(2/(epi))[erfc(2^(-1/2))]^(-1)1.525135...A111129
K_(n=1)^(infty)k/k(sqrt(e)-1)^(-1)1.541494...A113011

 (A_n)/(B_n)=b_0+K_(k=1)^n(a_k)/(b_k)
(4)

被稱為連分數的第 n收斂項

正則連分數 表示(通常在不加限定地使用術語“連分數”時所指的)數字 x 的一種表示形式,其中 部分商 全為 1 (a_n=1),b_0 是整數,並且 b_1b_2、... 是正整數(Rockett 和 Szüsz,1992 年,第 3 頁)。

尤拉表明,如果 收斂級數 可以寫成如下形式

 c_1+c_1c_2+c_1c_2c_3+...,
(5)

那麼它等於連分數

 (c_1)/(1-(c_2)/(1+c_2-(c_3)/(1+c_3-...)))
(6)

(Borwein 等人,2004 年,第 30 頁)。

要“舍入”正則連分數,截斷最後一項,除非它是 +/-1,在這種情況下,應將其新增到前一項(Gosper 1972,專案 101A)。要取簡單連分數的倒數,新增(或可能刪除)初始 0 項。要取反,取所有項的 負數,可以選擇使用恆等式

 [-a,-b,-c,-d,...]=[-a-1,1,b-1,c,d,...].
(7)

一個特別漂亮的恆等式,涉及連分數的項是

 ([a_0,a_1,...,a_n])/([a_0,a_1,...,a_(n-1)])=([a_n,a_(n-1),...,a_1,a_0])/([a_n,a_(n-1),...,a_1]).
(8)

有限簡單分數有兩種可能的表示形式

 [a_0,...,a_n]={[a_0,...,a_(n-1),a_n-1,1]   for a_n>1; [a_0,...,a_(n-2),a_(n-1)+1]   for a_n=1.
(9)

另請參見

連分數, 連分數常數, 收斂項, Lehner 連分數, 帕德逼近, 部分分母, 部分分子, 拉馬努金連分數, 正則連分數, Rogers-Ramanujan 連分數, 簡單連分數

使用 探索

參考文獻

Borwein, J.; Bailey, D.; 和 Girgensohn, R. Experimentation in Mathematics: Computational Paths to Discovery. Wellesley, MA: A K Peters, 2004.Gosper, R. W. "Continued fractions query." math-fun@cs.arizona.edu 帖子, 1996 年 12 月 27 日。Gosper, R. W. Item 101a in Beeler, M.; Gosper, R. W.; 和 Schroeppel, R. HAKMEM. Cambridge, MA: MIT Artificial Intelligence Laboratory, Memo AIM-239, pp. 37-39, 1972 年 2 月。 http://www.inwap.com/pdp10/hbaker/hakmem/cf.html#item101a.Rockett, A. M. 和 Szüsz, P. Continued Fractions. New York: World Scientific, 1992.

請引用本文為

Weisstein, Eric W. "廣義連分數。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/GeneralizedContinuedFraction.html

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