法里数列

✍ dations ◷ 2025-11-17 14:53:25 #数论,分数

数学上,阶的法里数列是0和1之间最简分数的数列,由小至大排列,每个分数的分母不大于。每个法里数列从0开始,至1结束,写作0⁄1和1⁄1,但有些人不把这两项包括进去。有时法里数列也称为法里级数,严格来说这名字不正确,因为法里数列的项不会加起来。

1至8阶的法里数列如下:

法里数列是以英国地质学家老约翰·法里得名,他关于这数列的信刊登在1816年的《哲学杂志》。法里猜测这数列的每一项都是相邻两项的中间分数;不过,以所知道的资料,他没有证明这个性质。法里的信给柯西读了,就给了一个证明在他的《数学习题》,把这结果归到法里上。其实,另一位数学家 C. Haros 曾在1802年发表了相类似的结果,几乎可以肯定法里和柯西都没看过。所以,法里的名字给了这个数列,是历史的一次意外。

阶的法里数列 F n {\displaystyle F_{n}} 互质的每个数的相应分数。所以 F 6 {\displaystyle F_{6}} ,其法里数列的中间项必定是1⁄2

从上, F n {\displaystyle F_{n}} 和⁄是法里数列的邻项,而有⁄ < ⁄,则它们之差⁄ − ⁄是1⁄。由于

上文就等于是说

例如1⁄3和2⁄5 F 5 {\displaystyle F_{5}} ,,和为正整数,及有 < 和 < ,则⁄和⁄在阶为 max ( b , d ) {\displaystyle \max(b,d)} 在某法里数列的邻项是⁄和⁄,及

则⁄是⁄和⁄的中间分数。换句话说,

又若⁄和⁄在某法里数列是邻项,则当法里数列的阶增加,它们间出现的第一项是

而这项第一次出现在+阶的法里数列中。

例如在1⁄3和2⁄5间出现的第一项是3⁄8,在 F 8 {\displaystyle F_{8}} ,它第一次于 F q {\displaystyle F_{q}} F q {\displaystyle F_{q}} 中最接近的邻项(这是两邻项中分母较大的)表示为连分数是

而另一邻项则会表示为

例如3⁄8有两个连分数表示:和,而它在 F 8 {\displaystyle F_{8}} 中的邻项为2⁄5,可写成;和1⁄3,可写成。

法里数列和福特圆之间有个有趣关连。

对每个最简分数p⁄q,有福特圆C,以 1 2 q 2 {\displaystyle {\frac {1}{2q^{2}}}} 为半径,以 ( p q , 1 2 q 2 ) {\displaystyle \left({\frac {p}{q}},{\frac {1}{2q^{2}}}\right)} 为圆心。两个不同分数的福特圆一是分开,一是相切,但不会相交。若0 < p⁄q < 1,则与相切的福特圆正好是在某一法里数列中与p⁄q为邻项的分数。

例如C与C,C,C,C等相切。

F1--F8的福特圆图像如下:

Ford-Circles.gif

相关

  • 大战略大战略(grand strategy)又称为高战略(high strategy),以“有目的的运用所有一个安全共同体能运用的权力手段”来利用国家整体资源的总体战略。冷战时期,美国的围堵政策。
  • 置换排列(英语:Permutation)是将相异对象或符号根据确定的顺序重排。每个顺序都称作一个排列。例如,从一到六的数字有720种排列,对应于由这些数字组成的所有不重复亦不阙漏的序列,例如
  • 磨刀门磨刀门水道是指珠江西江干流江门市新会区大鳌镇百倾头至灯笼山河段,全长约44千米。传说因流经磨刀山与小托山之间,所以命名为磨刀门水道,通西江与北江。磨刀门灯笼山站多年平均
  • Clarence Thomas克拉伦斯·托马斯(Clarence Thomas,1948年6月23日-),美国法学家。自1991年以来担任美国最高法院大法官,他是美国最高法院继瑟古德·马歇尔后第二位非裔美国人大法官,也是第一个于二
  • 第三党 (美国) 美国众议院议长:南希·裴洛西(民主党) 多数党领袖(英语:Party leaders of the United States House of Representatives):斯坦利·霍耶(民主党) 少数党领袖(英语:Party leaders of the
  • 北京地铁8号线.mw-parser-output .RMbox{box-shadow:0 2px 2px 0 rgba(0,0,0,.14),0 1px 5px 0 rgba(0,0,0,.12),0 3px 1px -2px rgba(0,0,0,.2)}.mw-parser-output .RMinline{float:none
  • 双绞线双绞线(Twisted pair)是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕(一般以顺时针缠绕)在一起而制成的一种通用配线,属于信息通信网络传输介质。一百多年来,一直用于电话网。双绞
  • 三体石经正始石经,又称三体石经或者魏石经,与汉朝的熹平石经及唐朝的开成石经并称为中国古代的三大石经。正始石经刻于曹魏正始二年是用隶书、小篆及古文三种字体刻写的《尚书》及《春
  • 侏罗纪世界:统霸天下《侏罗纪世界:统霸天下》(英语:)是一部预定于2022年上映的美国科幻冒险片。电影为2018年电影《侏罗纪世界2》的续集、“侏罗纪公园系列”的第6部作品和《侏罗纪世界》三部曲最后
  • 雄狮 (2016年电影)《雄狮》(英语:)是一部2016年澳大利亚、美国与英国合拍的剧情片,为导演葛斯·戴维斯的电影处女作,改编自萨鲁·布莱尔利(英语:Saroo Brierley)和拉里·巴特罗斯所写的真实事件书籍《