通约性

✍ dations ◷ 2025-04-26 17:26:11 #有理数,振动和波,天体力学

假若,两个不等于零的实数 a {\displaystyle a\,\!} b {\displaystyle b\,\!} 的除商 a b {\displaystyle {\frac {a}{b}}\,\!} 是一个有理数,或者说, a {\displaystyle a} b {\displaystyle b} 的比例相等于两个非零整数 p {\displaystyle p} q {\displaystyle q} 的比例:

则称它们是互相可通约的(commensurable),而这特性则称为通约性。这意味着,存在一个非零的实数公测数 (common measure) m   ( m R ) {\displaystyle m\ (m\in R)} ,使得

所以

或是

其中 p q Q {\displaystyle {\frac {p}{q}}\in Q} ,所以 a b Q {\displaystyle {\frac {a}{b}}\in Q}

反之,如果该二数的除商是一个无理数,则称它们是不可通约的(incommensurable),亦即, a {\displaystyle a} b {\displaystyle b} 之间不存在一个公测数 m   ( m R , m 0 ) {\displaystyle m\ (m\in R,m\neq 0)} 使得

毕达哥拉斯学派发现了不可通约数(无理数) 2 {\displaystyle {\sqrt{2}}} ,这破坏了他们的比例论。

为了挽救比例论,尤得塞斯提出了以几何量为基础的比例论,被欧几里得收录在《几何原本》的第五册中。这本书里面记载着,假若, n a {\displaystyle n_{a}\,\!} 个线段 c {\displaystyle c\,\!} 连接起来,成为一个线段,全等于线段 a {\displaystyle a\,\!} n b {\displaystyle n_{b}\,\!} 个线段 c {\displaystyle c\,\!} 连接起来,成为一个线段,全等于线段 b {\displaystyle b\,\!} ;这里, n a {\displaystyle n_{a}\,\!} n b {\displaystyle n_{b}\,\!} 是整数。那么,两个线段 a {\displaystyle a\,\!} b {\displaystyle b\,\!} 是互相可通约的。欧几里得并没有用到实数的概念。他用到了线段与线段之间,全等,比较长,或比较短,这些概念。

设定实数 a {\displaystyle a\,\!} b {\displaystyle b\,\!} 。那么,实数 c {\displaystyle c\,\!} ,整数 n a {\displaystyle n_{a}\,\!} n b {\displaystyle n_{b}\,\!} 的存在,促使

的充分必要条件是除商 a b {\displaystyle {\frac {a}{b}}\,\!} 为有理数。

假设 a {\displaystyle a\,\!} b {\displaystyle b\,\!} 是正值的实数。又假设我们有一支尺,长度单位为实数 c {\displaystyle c\,\!} 。我们用这尺来测量两个长度为 a {\displaystyle a\,\!} b {\displaystyle b\,\!} 的线段。假若,所得到的答案都是整数,则称 a {\displaystyle a\,\!} b {\displaystyle b\,\!} 互相可通约的;否则,互相不可通约的。

在天文学里,两个公转于运行轨道的天体,像行星、卫星、或小行星,假若,它们的公转周期的比例是有理数,则称它们相互呈现通约性。

例如,海王星与冥王星的轨道周期的比例是 2:3 。土星的两个卫星,土卫六与土卫七的轨道周期的比例是 3:4 。特洛伊小行星与木星的轨道周期的比例是 1:1 。格利泽 876b 与格利泽 876c ,这两个太阳系外行星的轨道周期的比例是 2:1 。

科学家认为天体的通约性应该是因为轨道共振而产生的。

在一个周期性物理系统里,每一个广义坐标都有它运动的周期。假若,其中有任何广义坐标的周期与别的广义坐标的周期不相同,则称此物理系统为多重周期性物理系统。假若,两个广义坐标的周期的比例是个有理数,则称这两个周期是互相可通约的。假若,每一个广义坐标的周期与其它的广义坐标的周期都是互相可通约的,则此系统是完全可通约的,称此系统为完全可通约系统。

相关

  • 恩斯赫德恩斯赫德(荷兰语:Enschede,荷兰语发音:.mw-parser-output .IPA{font-family:"Charis SIL","Doulos SIL","Linux Libertine","Segoe UI","Lucida Sans Unicode","Code2000","Gent
  • 路易斯结构路易斯结构(英语:Lewis structures),又称路易斯点图像、电子点图像、路易斯电子点式、路易斯点结构、电子点结构,是分子中原子和原子键结和标示孤对电子存在的图像。 路易斯结构
  • 长跑长跑(英语:long-distance running),即长距离跑步,路程通常在5000米以上。 最初项目为4英里(6,400米)跑、6英里(9,700米)跑,从19世纪中叶开始,逐渐被5000米跑和10000米跑替代。田径比赛
  • 前棱蜥目见内文前棱蜥亚目(Procolophonia)是一群已灭绝植食性爬行动物,生存于二叠纪中期到三叠纪末期。它们原本被分类在杯龙目(最近被重命名为大鼻龙目)里的一个亚目,但现在被认为是副爬
  • 李·范克里夫小克拉伦斯·勒罗伊·范克里夫 (英语:Clarence Leroy Van Cleef Jr.,1925年1月9日-1989年12月16日),美国演技派著名演员、影星,生月日与前美国总统尼克松同一天,IMDb盛赞李是“One o
  • 书仪书仪,中国和日本古代写信的程式和范本,供人模仿和套用。这种性质的书,可以上溯到西晋著名书法家索靖所书的《月仪》,按十二个月编排,每月两通书札,一往一来,先结合月份寒暄,再进入正
  • 镁害镁害是一种在生产食盐时产生的副产品对环境造成的祸害。当生产商从海水或含盐分的盐水湖湖水中提取食盐时,由于盐液中除了含有食盐的主要成分氯化钠以外,还含有相对分量带苦味
  • 张山雷张山雷(1873年-1934年),名寿颐,字山雷,江苏嘉定县(今上海市嘉定区马陆镇)人。张山雷自幼好学,禀赋聪颖,曾师从俞德琈、侯春林及吴门黄醴泉。不数年,学业大进,给方服药,效皆桴应,于日求治者
  • 川本芳昭川本芳昭(1950年-)是一名日本东洋史学者,目前担任九州大学名誉教授。出身于长崎县,1972年九州大学文学部东洋史学科毕业、1978年同大学院文学研究科博士课程单位取得退学。1981年
  • 李载完李载完(1856年1月22日-1922年8月11日),封爵完顺君(완순군)。别名李乙经(이을경)。字舜七(순칠)、号石湖(석호)。兴完君李晸应(朝鲜语:흥완군)嗣子,生父李慎应为庆昌君李珘后裔。兴宣大院君的