作者arrenwu (最是清楚哇她咩)
看板Math
标题Re: [代数] 证明集合对应关系
时间Fri Apr 4 12:48:33 2025
※ 引述《chun10396974 (娜嗲希抠老公)》之铭言:
: 手机排版请见谅
: Asymmetrical Numeral System中提到b unique的满足条件是两个区间符合这三个关系
: http://i.imgur.com/F4HVpyl.jpg
我下面会分别证明两个命题
(下面 B 跟 L 我都用大写)
I = {L, L+1, L+2, ... BL-1}
命题1: 如若x > BL-1 , 则存在唯一正整数k 使得 floor(x/B^k) 属於 I
命题1的证明相对直观
我们可以把比 BL-1 大的正整数们,
分成 [LB, LB^2-1], [LB^2, LB^3-1], ...... [LB^k, LB^(k+1)-1] . ....
这几个区间,相互之间都没有重叠,
所以 x 一定在某个区间 [LB^k, LB^(k+1)-1] 里面
而在这个区间里面,因为 LB^k <= x <= LB^(k+1)-1,
所以 L <= x/B^k <= LB - 1/B^k,
floor(x/B^k) 必然在 I 里头
命题2: 如果 x < L,
并任意给定一个数列 {d[i]},此数列的任何一项都在 [0, B-1] 中。
定义一个新的数列 A[n] :
A[0] = x
A[n+1] = BA[n] +d[n] ,for all n >= 1
则存在唯一正整数 k 使得 A[k] 在 I 里头
(你可能觉得这命题好像被我写得面目全非,
但原本写的那个 xB^k + d[1]B^(k-1) + .... + d[k] 其实就是 A[k])
首先呢,我们可以看出 A[n+1] - A[n] = (B-1)A[n] + d[n] > 0,
数列 A[n]
是个严格递增的数列,
所以
只要 n 够大,A[n]会超过所有 I 里面的数。
但这个数列又有一个性质,就是
如果 A[n] < L, 则 A[n+1] <= BL-1
也就是说,
如果 A[n] 比 I 里面所有的数都小,
那 A[n+1] 不可能比 I 里面所有的数都大
证明这个也不难, A[n+1] = B*A[n] + d[n]
<= B*(L-1) + d[n] (A[n] <= L-1)
<= B*(L-1) + B-1 (d[n] <= B-1)
<= LB - 1
整理下来就是:(1) A[0] = x 比 I 里面的数都小。
(2) A[n] 比 I里面的数都小的时候,
A[n+1] 不可能比 I 里面的数都大
(3) 因为 A[n] 严格地增,
所以会有某个 n 使得 A[n] 比 I 里面所有的数都大
(1),(2),(3) => 存在某个正整数 k 使得 A[k] 落在 I 里面
下一步就是证明:
如果 L <= A[k] <= LB-1,则 A[k-1] < L 且 A[k+1] > LB-1
这个直接计算就有了
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早川秋看到的未来
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※ 编辑: arrenwu (98.45.195.96 美国), 04/05/2025 00:57:28
1F:推 chun10396974: 看懂了,谢谢 04/08 14:38