「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)
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9/8 の十進近似列(定義1)cf.9/8=1.125の十進近似列(定義2)・9/8=1.125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 −1)=10・0.125=1.25 要するに、a1は、9/8=1.125の整数部分を消去したものを10倍して、一桁ずらしたもの。 a2=10(a1−[a1])=10(1.25−[1.25])=10(1.25−1)= 10・0.25=2.5 要するに、a2は、9/8=1.125の整数部分と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(2.5−[2.5])=10(2.5−2)=10・0.5=5 要するに、a3は、9/8=1.125の整数部分から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=1.125の整数部分から小数点以下第三位までを消去したものを、10000倍して、3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=1.125の整数部分から小数点以下第四位までを消去したものを、105倍して、3桁ずらしたもの。 : an =「9/8=1.125の整数部分から小数点以下第(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=1.125の整数部分から小数点以下第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に随伴する整数列とは、以下の数列。 d1=[a1]=[1.25]=1 つまり、9/8=1.125の小数点以下第一位。 d2=[a2]=[2.5]=2 つまり、9/8=1.125の小数点以下第二位。 d3=[a3]=[5] =5 つまり、9/8=1.125の小数点以下第三位。 d4=[a4]=[0] =0 つまり、9/8=1.125の小数点以下第四位。 d5=[a5]=[0] =0 つまり、9/8=1.125の小数点以下第五位。 : dn =「9/8=1.125の小数点以下第n位」 : ・9/8=1.125の十進近似列とは、以下の数列。 r1=[r]+d1/10 =[1.125]+1/10 =1.1 つまり、9/8=1.125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]+1/10+2/100 =1.12 つまり、9/8=1.125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]+1/10+2/100+5/103=1.125 つまり、9/8=1.125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]+1/10+2/100+5/103+0/104=1.1250 つまり、9/8=1.125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+d4/105=[1.125]+1/10+2/100+5/103+0/104+0/105=1.12500 つまり、9/8=1.125の小数点以下第五位まで表示したもの。 : rn =「9/8=1.125の小数点以下第n位まで表示したもの」 : ここで、9/8=1.125の十進近似列 の極限とは? 9/8の小数表示1.125にほかならない。
=[9/8]+d1/10+d2/100+d3/103+d4/104+d5/105+… =1 +1/10+2/100+5/103+0/104+0/105+… =1.12500… =1.125 |
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9/8=1.125の十進近似列(定義2)cf.9/8=1.125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]=1.125−1=0.125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、1。 つまり、d1は、9/8=1.125の小数点以下第一位。 step1-2:r1とは? r1=[r]+d1/10=[9/8]+1/10=1.1 つまり、r1は、9/8=1.125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=9/8−1.1=1.125−1.1=0.025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、2。 つまり、d2は、9/8=1.125の小数点以下第二位。 step2-2:r2とは? r2=[r]+d1/10+d2/100=[9/8]+1/10+2/100=1.12 つまり、r2は、9/8=1.125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=9/8−1.12=1.125−1.12=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=1.125の小数点以下第三位。 step3-2:r3とは? r3=[r]+d1/10+d2/100+d3/103=[9/8]+1/10+2/100+5/103=1.125 つまり、r3は、9/8=1.125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=9/8−1.125=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、9/8=1.125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]+1/10+2/100+5/103+0/104=1.1250 つまり、9/8=1.125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=9/8−1.1250=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、9/8=1.125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]+1/10+2/100+5/103+0/104+0/105=1.12500 つまり、9/8=1.125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=9/8−1.1250…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、9/8=1.125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]+1/10+2/100+5/103+0/104+0/105+…+0/10n+1=1.12500…0 つまり、9/8=1.125の小数点以下第(n+1)位まで表示したもの。 : |
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