Математические байки
4.09K subscribers
1.3K photos
13 videos
20 files
802 links
Рассказы про разную математику.

Архив: http://dev.mccme.ru/~merzon/mirror/mathtabletalks/
Download Telegram
Во-вторых, по соседству с цепными дробями есть история про последовательности (или ряды) Фарея.
Давайте возьмём все несократимые дроби p/q на отрезке [0,1], у которых знаменатель q не превосходит некоторого фиксированного числа N. И упорядочим их по возрастанию.
Определение. То, что получилось, называется последовательностью Фарея порядка N.
А как понять, куда какие дроби будут попадать при увеличении N?
При переходе от N=3 к N=4 всё просто —
К N=5 — уже чуть менее, но всё ещё легко:
А вот расставить все дроби со знаменателем 7 может оказаться не очень тривиально:
Вопрос: а как понять (не выполняя кучи сравнений), что куда ставить?
Второй вопрос — а как устроены расстояния между соседними дробями в последовательности Фарея?
Математические байки
Photo
Скажем, в примере выше:
5/7 приходит между 2/3 и 3/4,
4/7 — между 1/2 и 3/5.
И уже несложно угадать, что 5/7 это (2+3)/(3+4), а 4/7 это (1+3)/(2+5).
То есть — новая дробь это всегда "сумма двоечника своих соседей", числитель с числителем, знаменатель со знаменателем.
Такую "сумму" называют медиантой; то, что она заключена между этими дробями, можно увидеть по-всякому, но лучше всего опять переходом от "проективной" картины к линейной. А именно — сопоставим каждой дроби p/q точку (p,q) плоскости; тогда взятие медианты это просто сложение векторов:
А разность двух соседних дробей a/b и c/b в любой последовательности Фарея — это 1/(bd). Что, опять-таки, можно угадать, посмотрев на несколько примеров; скажем,
3/5-4/7=(21-20)/35,
2/3-3/5=(10-9)/15;
после пары-тройки таких вычитаний становится понятно, что в числителе должны всегда быть единицы...