المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تأثير الأسرة والوراثة في الأخلاق
2024-10-28
تأثير العشرة في التحليلات المنطقيّة
2024-10-28
دور الأخلّاء في الروايات الإسلاميّة
2024-10-28
ترجمة ابن عبد الرحيم
2024-10-28
ترجمة محمد بن لب الأمي
2024-10-28
من نثر لسان الدين
2024-10-28

أسباب وأنواع تسريع العمل في المشروع
2023-04-25
Atomic Spectra
27-12-2020
الدروة الزراعية
14-6-2016
Ernst Eduard Kummer
20-10-2016
معنى كلمة مصر‌
28-12-2015
التوزيع الجغرافي لعجائب الدنيا السبع القديمة- ضريح هالیکارناسوس
19-4-2022

Gauss-Kuzmin Distribution  
  
653   04:09 مساءً   date: 2-5-2020
Author : Babenko, K. I.
Book or Source : "On a Problem of Gauss." Soviet Math. Dokl. 19
Page and Part : ...


Read More
Date: 28-12-2020 1091
Date: 1-1-2021 871
Date: 7-11-2020 621

Gauss-Kuzmin Distribution

The Gauss-Kuzmin distribution is the distribution of occurrences of a positive integer k in the continued fraction of a random (or "generic") real number.

Consider xi_n defined for a real number x by

xi_n = a_n+1/(a_(n+1)+1/(a_(n+2)+...))

(1)

= a_n+1/(xi_(n+1)),

(2)

so 1/xi_(n+1) is the fractional part of xi_n. This can be defined recursively through

 a_n=|_1/(xi_(n-1))_|

(3)

and

 xi_n=1/(xi_(n-1))-a_n

(4)

with xi_(-1)=x and a_n simply the nth term of the continued fraction x=[a_0;a_1,...].

GaussKuzminHistogram

The distribution frac(xi_n) was considered by Gauss in a letter to Laplace dated January 30, 1812. In this letter, Gauss said that he could prove by a simple argument that if F_n(x), sometimes denoted omega_n(x) (Havil 2003, p. 156), is the probability that fracxi_n<x for a random x, then

 lim_(n->infty)F_n(x)=lg(1+x)

(5)

(Rockett and Szüsz 1992, pp. 151-152; Knuth 1998, p. 341; Havil 2003, p. 157). Histograms of frac(xi_n) are illustrated above for 5000 terms of pi, the Euler-Mascheroni constant gamma, Catalan's constant K, and the natural logarithm of 2 ln2.

However, Gauss was unable to describe the behavior of the correction term in

 F_n(x)=lg(1+x)+epsilon_n.

(6)

Kuz'min (1928) published the first analysis of the asymptotic behavior of F_n(x), obtaining

 F_n(x)=lg(1+x)+O(q^(sqrt(n)))

(7)

with 0<q<1. Using a different method, Lévy (1929) obtained

 F_n(x)=lg(1+x)+O(q^n)

(8)

with q=0.7. Wirsing (1974) subsequently showed, among other results, that

 lim_(n->infty)(F_n(x)-lg(1+x))/((-lambda)^n)=Psi(x),

(9)

where lambda is a constant known as Gauss-Kuzmin-Wirsing constant and Psi(x) is an analytic function with Psi(0)=Psi(1)=0.

GaussKuzminDistribution

It follows from Gauss's result that

P(a_n=k) = -lg[1-1/((k+1)^2)]

(10)

= lg[1+1/(k(k+2))]

(11)

(Bailey et al. 1997; Havil 2003, p. 158), where lgx=log_2x and "Kuzmin" is sometimes also written as "Kuz'min." The plot above shows the distribution of the first 500 terms in the continued fractions of pisin1, the Euler-Mascheroni constant gamma, and the Copeland-Erdős constant C. The distribution is properly normalized, since

 -sum_(k=1)^inftylg[1-1/((k+1)^2)]=1.

(12)


REFERENCES:

Babenko, K. I. "On a Problem of Gauss." Soviet Math. Dokl. 19, 136-140, 1978.

Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; and Crandall, R. E. "On the Khintchine Constant." Math. Comput. 66, 417-431, 1997.

Daudé, H.; Flajolet, P.; and Vallé, B. "An Average-Case Analysis of the Gaussian Algorithm for Lattice Reduction." Combin. Probab. Comput. 6, 397-433, 1997.

Durner, A. "On a Theorem of Gauss-Kuzmin-Lévy." Arch. Math. 58, 251-256, 1992.

Finch, S. R. "Gauss-Kuzmin-Wirsing Constant." §2.17 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 151-156, 2003.

Havil, J. Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 155-159, 2003.

Khinchin, A. Ya. "Gauss's Problem and Kuz'min's Theorem." §15 in Continued Fractions. New York: Dover, pp. 71-86, 1997.

Knuth, D. E. The Art of Computer Programming, Vol. 2: Seminumerical Algorithms, 3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.

Kuz'min, R. O. "A Problem of Gauss." Dokl. Akad. Nauk, Ser. A, 375-380, 1928.

Kuz'min, R. O. "Sur un problème de Gauss." Anni Congr. Intern. Bologne 6, 83-89, 1928.

Lévy, P. "Sur les lois de probabilité dont dependent les quotients complets et incomplets d'une fraction continue." Bull. Soc. Math. France 57, 178-194, 1929.

Lévy, P. "Sur les lois de probabilité dont dependent les quotients complets et incomplets d'une fraction continue." Bull. Soc. Math. France 57, 178-194, 1929.

Rockett, A. M. and Szüsz, P. "The Gauss-Kuzmin Theorem." §5.5 in Continued Fractions. New York: World Scientific, pp. 151-155, 1992.

Wirsing, E. "On the Theorem of Gauss-Kuzmin-Lévy and a Frobenius-Type Theorem for Function Spaces." Acta Arith. 24, 507-528, 1974.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.