作者jurian0101 (小维)
看板Math
标题Re: [中学] 一题数论
时间Thu Mar 10 23:29:03 2011
※ 引述《lilygarfield (没有~没有~又没有)》之铭言:
: (√5 + 2√3)^20 的整数部分为何?
: 嗯~
: 其实数字是乱掰的...
: 因为我知道有些特殊数字,是可以求出特别的答案?
: 习得技巧後~
: 觉得无言可说...
: 不过~ 如果像是这种无理数的题目...
: 想要知道整数部分是多少?
: 可是因为展开的二项式 C 会影响整数
: √5 虽然是 2.23 但次方多了後~ 也会影响整数位
: √3 也是...
: 於是~ 想要正确知道整数,就变得难多了...
除非有很有趣或富教育意义的方法,不然我认为这个本来就不是叫人算的。
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原本算(√a + √b)^n 的特殊方法应该是在 |√a - √b|< 1 时才有用
令 A=√a + √b, B=√a - √b (其中a>b)
有AB= a-b (整数), A^2+B^2 = 2a^2+2b^2 (整数)
2n 2n 2n-2 2n-2 2 2 2 2 2n-4 2n-4
又有 A + B = (A + B ) (A + B ) - A B (A + B ) 也是个整数
当n够大,B^2n -> 0则 A^2n+B^2n就是最接近(√a + √b)^n的整数,即整数部分+1
即使如此还是要算n次才能得到答案。
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要取得特定精确度的解用数值方法反而还比较潇洒。以下引入计算机。
我们要取一个 A =√5 + 2√3 的近似,一般用两个长整数或超长整数表成比值m/n,
令这个m/n=α(有理数), A = α +ε (误差)
n n n-1
A ~ α + n α ε + ...
n+1
再这里要取到整数精确相当於误差项 0< n α ε < 1,即
- logε > log n + (n-1)logα
知道ε的magnitude之後就可以用直式开方或Babylonian method得到√5 + 2√3的一个
足够好的近似α,使得 A^n ~ α^n
可能有其他更有效率(但也更艰深)的数值方法就不在献曝的范围内了=^=
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