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
النقل البحري
2024-11-06
النظام الإقليمي العربي
2024-11-06
تربية الماشية في جمهورية كوريا الشعبية الديمقراطية
2024-11-06
تقييم الموارد المائية في الوطن العربي
2024-11-06
تقسيم الامطار في الوطن العربي
2024-11-06
تربية الماشية في الهند
2024-11-06

Antiparallel binding between codon and anticodon
28-12-2021
تعميق الإيمان بالله
17-12-2020
BiP
13-12-2015
تلفزيون رقمي
26-4-2020
Miscellaneous Reactions of oxygen
24-10-2018
 التفاعل المتسلسل
10-1-2016

Integer Relation  
  
1794   11:22 صباحاً   date: 20-7-2020
Author : Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Calkin, N. J.; Girgensohn, R.; Luke, D. R.; and Moll, V. H.
Book or Source : "Integer Relation Detection." §2.2 in Experimental Mathematics in Action. Wellesley, MA: A K Peters
Page and Part : ...


Read More
Date: 21-12-2020 601
Date: 13-1-2020 938
Date: 15-9-2020 521

Integer Relation

A set of real numbers x_1, ..., x_n is said to possess an integer relation if there exist integers a_i such that

 a_1x_1+a_2x_2+...+a_nx_n=0,

with not all a_i=0. For historical reasons, integer relation algorithms are sometimes called generalized Euclidean algorithms or multidimensional continued fraction algorithms.

An interesting example of such a relation is the 17-vector (1, xx^2, ..., x^(16)) with x=3^(1/4)-2^(1/4), which has an integer relation (1, 0, 0, 0, -3860, 0, 0, 0, -666, 0, 0, 0, -20, 0, 0, 0, 1), i.e.,

 1-3860x^4-666x^8-20x^(12)+x^(16)=0.

This is a special case of finding the polynomial of degree n=rs satisfied by x=3^(1/r)-2^(1/s).

Integer relations can be found in the Wolfram Language using FindIntegerNullVector[{x1x2, ...}].

Integer relation algorithms can be used to solve subset sum problems, as well as to determine if a given numerical constant is equal to a root of a univariate polynomial of degree n or less (Bailey and Ferguson 1989, Ferguson and Bailey 1992).

One of the simplest cases of an integer relation between two numbers is the one inherent in the definition of the greatest common divisor. The well-known Euclidean algorithm solves this problem, as well as the more general problem of an integer relation between two real numbers, yielding either an exact relation or an infinite sequence of approximate relations (Ferguson et al. 1999). Although attempts were made to generalize the algorithm to n>=3 by Hermite (1850), Jacobi (1868), Poincaré (1884), Perron (1907), Brun (1919, 1920, 1957), and Szekeres (1970), all such routines were known to fail in certain cases (Ferguson and Forcade 1979, Forcade 1981, Hastad et al. 1989). The first successful integer relation algorithm was developed by Ferguson and Forcade (1979) (Ferguson and Bailey 1992, Ferguson et al. 1999).

Algorithms for finding integer relations include the Ferguson-Forcade algorithm, HJLS algorithm, LLL algorithm, PSLQ algorithm, PSOS algorithm, and the algorithm of Lagarias and Odlyzko (1985). Perhaps the simplest (and unfortunately most inefficient) such algorithm is the greedy algorithm.

Plouffe's "Inverse Symbolic Calculator" site includes a huge database of 54 million real numbers which are algebraically related to fundamental mathematical constants. The Ferguson-Forcade algorithm has shown that there are no algebraic equations of degree <=8 with integer coefficients having Euclidean norms below certain bounds for e/pie+pilnpigammae^gammagamma/egamma/pi, and lngamma, where e is the base for the natural logarithm, pi is pi, and gamma is the Euler-Mascheroni constant (Bailey 1988).

Constant Bound
e/pi 6.1030×10^(14)
e+pi 2.2753×10^(18)
lnpi 8.7697×10^9
gamma 3.5739×10^9
e^gamma 1.6176×10^(17)
gamma/e 1.8440×10^(11)
gamma/pi 6.5403×10^9
lngamma 2.6881×10^(10)

REFERENCES:

Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Calkin, N. J.; Girgensohn, R.; Luke, D. R.; and Moll, V. H. "Integer Relation Detection." §2.2 in Experimental Mathematics in Action. Wellesley, MA: A K Peters, pp. 29-31, 2006.

Bailey, D. H. and Broadhurst, D. J. "Parallel Integer Relation Detection: Techniques and Applications." Math. Comput. 70, 1719-1736, 2001.

Bailey, D. H. and Ferguson, H. R. P. "Numerical Results on Relations Between Numerical Constants Using a New Algorithm." Math. Comput. 53, 649-656, 1989.

Bailey, D. and Plouffe, S. "Recognizing Numerical Constants." Organic Mathematics. Proceedings of the Workshop Held in Burnaby, BC, December 12-14, 1995 (Ed. J. Borwein, P. Borwein, L. Jörgenson, and R. Corless). Providence, RI: Amer. Math. Soc., pp. 73-88, 1997. https://www.cecm.sfu.ca/organics/papers/bailey/.

Bernstein, L. The Jacobi-Perron Algorithm: Its Theory and Applications. Berlin: Springer-Verlag, 1971.

Borwein, J. and Bailey, D. Mathematics by Experiment: Plausible Reasoning in the 21st Century. Wellesley, MA: A K Peters, pp. 51-52, 2003.

Borwein, J. M. and Corless, R. M. "Emerging Tools for Experimental Mathematics." Amer. Math. Monthly 106, 899-909, 1999.

Borwein, J. M. and Lisonek, P. "Applications of Integer Relation Algorithms." Disc. Math. 217, 65-82, 2000.

Brentjes, A. J. "Multi-Dimensional Continued Fraction Algorithms." Mathemat. Centre Tracts, No. 145. Amsterdam, Netherlands: Mathemat. Centrum, 1981.

Brun, V. "En generalisatiken av kjedeboøken, I." Norske Vidensk. Skrifter I. Matemat. Naturvid. Klasse 6, 1-29, 1919.

Brun, V. "En generalisatiken av kjedeboøken, II." Norske Vidensk. Skrifter I. Matemat. Naturvid. Klasse 7, 1-24, 1920.

Brun, V. "Algorithmes euclidiens pour trois et quatre nombres." In Treizième Congrès des mathématiciens Scandinaves, tenu a Helsinki 18-23 août 1957. Helsinki: Mercators Trycheri, pp. 46-64, 1958.

Centre for Experimental & Constructive Mathematics. "Integer Relations." https://www.cecm.sfu.ca/projects/IntegerRelations/.

Ferguson, H. R. P. and Bailey, D. H. "A Polynomial Time, Numerically Stable Integer Relation Algorithm." RNR Techn. Rept. RNR-91-032, Jul. 14, 1992.

Ferguson, H. R. P.; Bailey, D. H.; and Arno, S. "Analysis of PSLQ, An Integer Relation Finding Algorithm." Math. Comput. 68, 351-369, 1999.

Ferguson, H. R. P. and Forcade, R. W. "Generalization of the Euclidean Algorithm for Real Numbers to All Dimensions Higher than Two." Bull. Amer. Math. Soc. 1, 912-914, 1979.

Forcade, R. W. "Brun's Algorithm." Unpublished manuscript, 1-27, Nov. 1981.

Hastad, J.; Just, B.; Lagarias, J. C.; and Schnorr, C. P. "Polynomial Time Algorithms for Finding Integer Relations Among Real Numbers." SIAM J. Comput. 18, 859-881, 1988.

Hermite, C. "Extraits de lettres de M. Ch. Hermite à M. Jacobi sur differénts objets de la théorie de nombres." J. reine angew. Math. 3/4, 261-315, 1850.

Jacobi, C. G. "Allgemeine Theorie der Kettenbruchahnlichen Algorithmen, in welche jede Zahl aus Drei vorhergehenden gebildet wird (Aus den hinterlassenen Papieren von C. G. Jacobi mitgetheilt durch Herrn E. Heine." J. reine angew. Math. 69, 29-64, 1868.

Lagarias, J. C. and Odlyzko, A. M. "Solving Low-Density Subset Sum Problems." J. ACM 32, 229-246, 1985.

Lenstra A. K.; Lenstra, H. W. Jr.; and Lovász, L. "Factoring Polynomials with Rational Coefficients." Math. Ann. 261, 515-534, 1982.

Perron, O. "Grundlagen für eine Theorie des Jacobischen Kettenbruchalgorithmus." Math. Ann. 64, 1-76, 1907.

Plouffe, S. "Plouffe's Inverter." https://pi.lacim.uqam.ca/eng/.

Poincaré, H. "Sur une généralisation des fractions continues." Comptes Rendus Acad. Sci. Paris 99, 1014-1016, 1884.

Szekeres, G. "Multidimensional Continued Fractions." Ann. Univ. Sci. Budapest Eőtvős Sect. Math. 13, 113-140, 1970.




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.