کسرهای مسلسل

نشان می دهد که می توان کسر معمولی 76/318 به صورت یک کسر مسلسل نوشت. اگر همه ی صورت ها در کسر مسلسل 1 باشند (مانند مثال بالا) آن را کسر مسلسل ساده می نامند.
شنبه، 25 آبان 1392
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
کسرهای مسلسل
 کسرهای مسلسل

نویسنده: اِلین.ج.تاتام (1)
مترجم: محمدقاسم وحیدی اصل



 

تساوی
کسرهای مسلسل
نشان می دهد که می توان کسر معمولی 76/318 به صورت یک کسر مسلسل نوشت. اگر همه ی صورت ها در کسر مسلسل 1 باشند (مانند مثال بالا) آن را کسر مسلسل ساده می نامند.
شاید جالب ترین خاصیت مقدماتی کسرهای مسلسل، رابطه ی نزدیک آن ها با الگوریتم اقلیدسی برای یافتن بزرگ ترین مقسوم علیه مشترک دو عدد صحیح باشد:
کسرهای مسلسل

تذکر:

برای به دست آوردن کسر بالا بنویسید:
کسرهای مسلسل
و سپس به جای
کسرهای مسلسل
و به همین ترتیب تا الی آخر

تذکر:

76÷318 خارج قسمت 4 و باقی مانده 14 را می دهد و به همین ترتیب الی آخر.
آخرین باقی مانده، 2، ب.م.م 318 و 76 است.
شباهت چشمگیر عبارت های دو ستون موازی در بالا (به خصوص نسبت به ارقام 4، 5، 2 و 3) برخی نویسندگان را به این نتیجه رسانده است که بگویند کسرهای مسلسل پیش تر «البته نه در نمادهای امروزی» بر یونانیان معلوم بوده است.
به نظر می رسد که رافائل بومبلی نخستین کسی باشد که برای اولین بار به طور صریح از کسرهای مسلسل (نامتناهی) استفاده کرده است، آن جا که مطلب زیر را در سال 1572 نوشت(در این جا از نمادهای امروزی استفاده شده است):
کسرهای مسلسل
تشخیص داده است.
عبارت بالا برایکسرهای مسلسل کسر مسلسل نامتناهی» نامیده می شود و می توان آن را از برابر نهادن با
کسرهای مسلسل
بنابراین:
کسرهای مسلسل
حال کافی است که با جایگزین کردن کسرهای مسلسلاین فرایند برای یافتن دنباله ای نامتناهی از تقریب های متوالی برای
کسرهای مسلسل نخستین سه همگرای (2) زیرا را به دست می دهد:
کسرهای مسلسل
این دنباله بهکسرهای مسلسل همگراست و به طوری که در شکل [3]-1 نشان داده شده است عضوهای آن حولکسرهای مسلسل نوسان می کنند.
کسرهای مسلسل
جان والیس (ح 1685 م) بسیاری از خواص این همگراها، از جمله فرمول های بازگشتی ای را پیدا کرد که همگرای معینی مثل
کسرهای مسلسل را بر حسب دو مجموعه از N ها و Dهای پیش تر بیان می کنند. یکی از مثال های جالب بحث شده توسط والیس همان است که ویلیام برونکر (3)(1685) هم کشف کرده است:
کسرهای مسلسل
شکلی نوین از نمادگذاری توسط کریستیان هویگنس (4)(1629-1695) مطرح شد. وی نسبت 2640858/77708431
را به این شکل نوشت:
کسرهای مسلسل
این نسبت در واقع در حل یک مسئله ی عملی که او در 1680 در طراحی چرخ های دندانه دار آسمان نمای خود به آن برخورد کرده بود مطرح شد. حرکت سالانه ی زمین در 365 روزکسرهای مسلسل است، در حالی که حرکت زحلکسرهای مسلسل است. با تبدیل به واحد یک شصتم ثانیه، نسبت 431،708، 77 به 858، 640، 2 مانند دوره ی زحل به دوره ی زمانی است که طی آن زمین گردش خود به دور خورشید را انجام می دهد. کسر مسلسل ساده ی متناظر داده شده در بالا، امروزه گاهی با نمادگذاری ساده تر (000، 4،1، 5، 1، 2، 2؛ 29) نشان داده می شود که به وسیله ی دیریکله (5) در 1854 معرفی شد.
هویگنس میل داشت دو عدد صحیح کوچک تر را با تقریباً همان نسبت پیدا کند به طوری که هیچ زوجی از اعداد صحیح کوچک تر تقریب نزدیک تری را عاید نکند. با نشان دادن کسر مسلسل ساده در شکل امروزیکسرهای مسلسل ی آن، تقرب او با تلاش به تعیین a_k به طوری کهکسرهای مسلسل بیشترین مقدار را داشته باشند انجام شد. وی سپس ازکسرهای مسلسل برای تقریب خود استفاده کرد. به این ترتیب او 7/206=(1؛2،2؛29) را برگزید؛ چرخ زحل 206 دندانه داشت در حالی که موتور چرخ آن 7 دندانه داشت. استفاده از این اعداد مستلزم آن بود که چرخ زحل هر 1346 سال یکبار یک دندانه به جلو برده شود.
پی یتر و کاتالدی (6) (1613) نخستین کسی بود که کار روی نظریه ی کسرهای مسلسل را آغاز کرد و نیز در رساله ای که در بولونیا درباره ی یافتن ریشه های دوم اعداد منتشر شد، انگیزه ی خود برای نمادگذاری ای را که بعداً توسط هویگنس به کار رفت مطرح کرد.
لئونهارت اویلر (1737) پایه های نظریه ی امروزی را تحکیم بخشید و نشان داد که هر درجه ی دوم گنگکسرهای مسلسل را می توان با یک کسر مسلسل مکرر (یا تناوبی) ساده نمایش داد؛ به این ترتیبکسرهای مسلسل را می توان به شکل زیر نیز نوشت:
کسرهای مسلسل
به صورت فشرده تر،کسرهای مسلسل
وهان هاینریش لامبرت (7)(1761) نشان داد که کسر مسلسل ساده زیر برای،
کسرهای مسلسل
تناوبی و بنابراین درجه ی دوم گنگ
کسرهای مسلسل ژوزف لوئی لاگرانژ (1798) ثابت کرد که کسرهای مسلسل ساده، نمایش جواب های معادله های درجه دوم با ضرایب گویا هستند. مثلاً،
کسرهای مسلسل لاگرانژ نخستین شرح کامل همگرایی همگراها را هم ارائه کرد. او به طور کلی نشان داد (شکل [3]-1) که هر همگرای فرد کوچک تر از همه ی همگراها (در دنباله یکسرهای مسلسل و هرهمگرای زوج بزرگ تر از همه ی همگراهای بعدی است. از این (و این حقیقت که C ها بهکسرهای مسلسل میل می کنند) نتیجه می شود که، مثلاً اختلافکسرهای مسلسل آدریان ماری لژاندر(1794) ثابت کرد که هر کسر مسلسل نامتناهی، گنگ است.
توماس یوانس استیلت یس (8)(1894) رابطه ای بین سری های واگرا و کسرهای مسلسل همگرا پیدا کرد که امکان تعریف انترال گیری برای سری ها را به وجود آورد؛ انتگرال های استیلت یس، تا حدی نتیجه ی کار وی با کسرهای مسلسل است.

پی نوشت ها :

1. Elaine J.Tatham
2. هر یک از کسرهای مسلسل متناهی که بخشی از یک کسر مسلسل است، یک همگرا (convergent) آن کسر مسلسل نامیده می شود.-م.
3. william Brouncker
4. christiaan Huygens
5. Dirchelet
6. pietro cataldi
7. Johon Heinrich Lambert
8. Thomas Joannes stieltjes

منبع: باومگارت، جان[و دیگران]؛ (1385)، تاریخ جبر، محمد قاسم وحیدی اصل، تهران، انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ نخست.

 

 



نظرات کاربران
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.