ADuCM360硬件工程师开发手册(纯中文版)
丢番图逼近对给定的一个无理数民用不大于qo的q作分母的有理数p/q来逼近Z可以接近到什么程度呢?丢番图逼近正是研究这类问题的,它的实际应用可以在很多场景中看到(见13.6节)。经典的Dirichlet定理(见练习10.8)指出,对于任何实数x,有无限多的正整数q使得x - P/q I q约等于某个整数p;这样的p/q是对Z的最佳近似之一。具体来说,|qx - p| ≤ q^(-1)对无穷多个q成立,这里||y||表示y到最近整数的距离。存在适用于几乎所有数Z的Dirichlet定理的变化形式。可以证明,如果ψ(q)是q的不增函数,并且ψ(q)趋于0,那么根据∑ψ(q)的发散或收敛情况,分别对应对几乎所有x,或者几乎没有x(在1维勒贝格测度的意义下),使得无限多个q满足||qx|| ≤ ψ(q)的条件。在后一种情况下,使式(10.3)有无穷多个解的Z的集合不仅勒贝格测度为零,而且经常呈现出分形结构。
那么,什么是α很好可逼近的数呢?把满足||qx|| ≤ q^(-α)(式10.4)对无穷多个正整数q成立的数Z称为α很好可逼近的数。自然会有人问,α>2时,这个集合有多大?这样的无理数是否真的存在?下面将要证明的是Jarník定理,即α很好可逼近的数集的豪斯多夫维数是2/α。几乎立即可以由例4.7得出,α很好可逼近的数集的维数至少是1/α,更精确的要求是得到2/α的值。
具体的推理如下,设Gq是满足式(10.4)的[0, 1]中的Z的集;一个因子分解的论证可以证明,如果n是一个较大的整数,而且pq是素数且n < p1, p2 ~ pq,那么Gp1和Gp2是不相交的(除去非常接近0或1的点外)。粗略地说,集合nr G数h J素C L是守一日由Ln < p ≤ 2n 1/p组成,包含至少为2(2n)^(-1)的区间。由此,如果nk是增加得很快的序列,那么交集n Hnk的维数至少是2/α。注意到属于这个交集的任何数都属于无穷多个Gp,所以是α很好可逼近的。
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