「随伴する数列」「随伴する整数列」「十進近似列」は、
実数の小数表示の理論付け・定義づけのための準備として、しつらえられている。
しかし、何をやっているのか、これだけでは、わかりづらい。
そこで、順序はあべこべになるけれども、
実数を小数として表示できることを前提してしまったとき、
「随伴する数列」「随伴する整数列」「十進近似列」は、何を意味するのか?
具体的な数値例を通して、みてみよう。
[具体例]
・「有限桁の小数で表せる正の有理数」の十進近似列(定義1/定義2)
・「有限桁の小数で表せる負の有理数」の十進近似列 (定義1/定義2)
・「循環小数で表せる正の有理数」の十進近似列(定義1/定義2)
・「循環小数で表せる負の有理数」の十進近似列(定義1/定義2)
・「循環しない無限桁の小数でしか表せない正の無理数」の十進近似列(定義1/定義2)
・「循環しない無限桁の小数でしか表せない負の無理数」の十進近似列(定義1/定義2)
→「十進近似列の具体例」冒頭 →「十進近似列」冒頭 |
-9/8 の十進近似列(定義1)・−9/8=−1.125=−2+0.875 に随伴する数列とは、以下の数列。 a1=10(−9/8−[−9/8])=10(−1.125−[−1.125])=10(−1.125 −(−2))=10・(2−1.125)=10・0.875=8.75 要するに、a1は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875を10倍して、一桁ずらしたもの。 a2=10(a1−[a1])=10(8.75−[8.75])=10(8.75−8)= 10・0.75=7.5 要するに、a2は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第一位を消去したものを、100倍して、2桁ずらしたもの。 a3=10(a2−[a2])=10(7.5−[7.5])=10(7.5−7)=10・0.5=5 要するに、a3は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第二位までを消去したものを、1000倍して、3桁ずらしたもの。。 a4=10(a3−[a3])=10(5−[5])=10(5−5)=0 要するに、a4は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第三位までを消去したものを、104倍して、4桁ずらしたもの。 a5=10(a4−[a4])=10(0−[0])=10(0−0)=0 要するに、a5は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第四位までを消去したものを、105倍して、5桁ずらしたもの。 : an =「−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第(n−1)位までを消去したものを、10n倍して、n桁ずらしたもの」 an+1=「−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第n位までを消去したものを、10n+1倍して、n+1桁ずらしたもの」 : −9/8=−1.125=−2+0.875に随伴する整数列とは、以下の数列。 d1=[a1]=[8.75]=8 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第1位 d2=[a2]=[7.5]=7 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第2位 d3=[a3]=[5] =5 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第3位 d4=[a4]=[0] =0 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第4位 d5=[a5]=[0] =0 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第5位 : dn =「−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第n位」 : −9/8=−1.125=−2+0.875の十進近似列とは、以下の数列。 r1=[r]+d1/10 =[−1.125]+8/10 =−2+0.8 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第一位までを残し、小数点以下第二位以下を切り捨てたもの。 r2=[r]+d1/10+d2/100 =[−1.125]+8/10+7/100 =−2+0.87 つまり、9−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第二位までを残し、小数点以下第三位以下を切り捨てたもの。 r3=[r]+d1/10+d2/100+d3/103=[−1.125]+8/10+7/100+5/103=−2+0.875 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第三位までを残し、小数点以下第四位以下を切り捨てたもの。 r4=[r]+d1/10+d2/100+d3/103+d4/104=[−1.125]+8/10+7/100+5/103+0/104=−2+0.8750 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第四位まで表示したもの。 r5=[r]+d1/10+d2/100+d3/103+d4/104+d5/105=[−1.125]+8/10+7/100+5/103+0/104+0/105=−2+0.87500 つまり−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第五位まで表示したもの。 : rn =「−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第n位まで表示したもの」 : ここで、−9/8=−1.125=−2+0.875の十進近似列 の極限とは?−9/8の小数表示−2+0.875にほかならない。
=[−9/8]+d1/10+d2/100+d3/103+d4/104+d5/105+… =−2 +8/10+7/100+5/103+0/104+0/105+… =−2 +0.87500… =−2 +0.875 →[冒頭/結論] |
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-9/8 の十進近似列(定義2)ここでは、実数の十進近似列(定義2)の具体例として、−9/8=-1.125の十進近似列 r1,r2,r3,…を、定義2にしたがって、つくってみる。 cf.-9/8の十進近似列(定義1) step1-1:d1とは? d1を、「d1/10≦r−[r]<(d1+1)/10」を満たす「0から9までの整数」に、定める。 r−[r]=-9/8−[-9/8]=-1.125−[-1.125]=-1.125−(-2)=-1.125+2)=0.875だから、 「d1/10≦r−[r]<(d1+1)/10」を満たす「0から9までの整数」d1とは、8。 つまり、d1は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第1位。 step1-2:r1とは? r1=[r]+d1/10=[-9/8]+8/10=-2+0.8 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第一位までを残し、小数点以下第二位以下を切り捨てたもの。 step2-1:d2とは? d2を、「d2/100≦r−r1<(d2+1)/100」を満たす「0から9までの整数」に、定める。 r−r1=−9/8−(-2+0.8)=−1.125−(−1.2)=0.075だから、 「d2/100≦r−r1<(d2+1)/100」を満たす「0から9までの整数」d2とは、7。 つまり、d2は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第二位。 step2-2:r2とは? r2=[r]+d1/10+d2/100=[−9/8]+8/10+7/100=-2+0.87 つまり、r2は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第二位までを残し、小数点以下第三位以下を切り捨てたもの。 step3-1:d3とは? d3を、「d3/103≦r−r2<(d3+1)/103」を満たす「0から9までの整数」に、定める。 r−r2=−9/8−(-2+0.87)=−1.125−(−1.13)=0.005だから、 「d3/103≦r−r2<(d3+1)/103」を満たす「0から9までの整数」d3とは、5。 つまり、d3は、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第三位。 step3-2:r3とは? r3=[r]+d1/10+d2/100+d3/103=[−9/8]+8/10+7/100+5/103=−2+0.875 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第三位までを残し、小数点以下第四位以下を切り捨てたもの。 step4-1:d4とは? d4を、「d4/104≦r−r3<(d4+1)/104」を満たす「0から9までの整数」に、定める。 r−r3=−9/8−(−2+0.875)=−1.125−(−1.125)=0だから、 「d4/104≦r−r3<(d4+1)/104」を満たす「0から9までの整数」d4とは、0。 つまり、d4は、9−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第四位。 step4-2:r4とは? r4=[r]+d1/10+d2/100+d3/103+d4/104=[−9/8]+8/10+7/100+5/103+0/104=−2+0.8750 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第四位まで表示したもの。 step5-1:d5とは? d5を、「d5/105≦r−r4<(d5+1)/105」を満たす「0から9までの整数」に、定める。 r−r4=−9/8−(−2+0.8750)=−1.125−(−1.1250)=0だから、 「d5/105≦r−r4<(d5+1)/105」を満たす「0から9までの整数」d5とは、0。 つまり、d5は、9−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第五位。 step5-2:r5とは? r5=[r]+d1/10+d2/100+d3/103+d4/104+d5/105=[−9/8]+8/10+7/100+5/103+0/104+0/105=−2+0.87500 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第五位まで表示したもの。 : step (n+1)-1:dn+1とは? dn+1を、「dn+1/10n+1≦r−rn<(dn+1+1)/10n+1」を満たす「0から9までの整数」に、定める。 r−rn=−9/8−(−2+0.8750…0)=−1.125−(−1.1250…0)=0だから、 「dn+1/10n+1≦r−rn<(dn+1+1)/10n+1」を満たす「0から9までの整数」dn+1とは、0。 つまり、dn+1は、9−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第(n+1)位。 step5-2:rn+1とは? rn+1=[r]+d1/10+d2/100+d3/103+d4/104+d5/105+…+dn+1/10n+1=[−9/8]+8/10+7/100+5/103+0/104+0/105+…+0/10n+1=1.12500…0 つまり、−9/8を−2+0.875と表したときの、0.875の小数点以下第(n+1)位まで表示したもの。 : |
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