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 المرجع الالكتروني للمعلوماتية
{افان مات او قتل انقلبتم على اعقابكم}
2024-11-24
العبرة من السابقين
2024-11-24
تدارك الذنوب
2024-11-24
الإصرار على الذنب
2024-11-24
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24


Fractional Part  
  
885   04:27 مساءً   date: 20-8-2020
Author : Finch, S. R
Book or Source : "Powers of 3/2 Modulo One." §2.30.1 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press
Page and Part : ...


Read More
Date: 19-11-2020 903
Date: 14-2-2020 1091
Date: 20-11-2020 807

Fractional Part

 

The function frac(x) giving the fractional (noninteger) part of a real number x. The symbol {x} is sometimes used instead of frac(x) (Graham et al. 1994, p. 70; Havil 2003, p. 109), but this notation is not used in this work due to possible confusion with the set containing the element x.

FractionalPart

Unfortunately, there is no universal agreement on the meaning of frac(x) for x<0 and there are two common definitions. Let |_x_| be the floor function, then the Wolfram Language command FractionalPart[x] is defined as

 frac(x)={x-|_x_|   x>=0; x-[x]   x<0

(1)

(left figure). This definition has the benefit that frac(x)+int(x)=x, where int(x) is the integer part of x. Although Spanier and Oldham (1987) use the same definition as the Wolfram Language, they mention the formula only very briefly and then say it will not be used further. Graham et al. (1994, p. 70), and perhaps most other mathematicians, use the different definition

 frac(x)=x-|_x_|,

(2)

(right figure).

FractionalPartReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

The fractional part function can also be extended to the complex plane as

 frac(x+iy)=frac(x)+ifrac(y)

(3)

as illustrated above.

Since usage concerning fractional part/value and integer part/value can be confusing, the following table gives a summary of names and notations used. Here, S&O indicates Spanier and Oldham (1987).

notation name S&O Graham et al. Wolfram Language
[x] ceiling function -- ceiling, least integer Ceiling[x]
mod(m,n) congruence -- -- Mod[m, n]
|_x_| floor function Int(x) floor, greatest integer, integer part Floor[x]
x-|_x_| fractional value frac(x) fractional part or {x} SawtoothWave[x]
sgn(x)(|x|-|_|x|_|) fractional part Fp(x) no name FractionalPart[x]
sgn(x)|_|x|_| integer part Ip(x) no name IntegerPart[x]
nint(x) nearest integer function -- -- Round[x]
m
quotient -- -- Quotient[m, n]

The (possibly scaled) periodic waveform corresponding to the latter definition is known as the sawtooth wave.

FractionalPartIntegral

The fractional part of 1/x, illustrated above, has the interesting analytic integrals

int_(1/2)^1frac(1/x)dx = int_(1/2)^1(1/x-1)dx

(4)

= ln2-1/2

(5)

int_(1/3)^(1/2)frac(1/x)dx = int_(1/3)^(1/2)(1/x-2)dx

(6)

= ln3-ln2-1/3

(7)

int_(1/4)^(1/3)frac(1/x)dx = int_(1/4)^(1/3)(1/x-3)dx

(8)

= ln4-ln3-1/4.

(9)

The integral

 I=int_0^1frac(1/x)dx

(10)

is therefore a telescoping sum given by

I = lim_(n->infty)[lnn-sum_(k=2)^(n)1/k]

(11)

= lim_(n->infty)(1+lnn-H_n)

(12)

= 1-gamma,

(13)

where gamma is the Euler-Mascheroni constant and H_n is the harmonic number.

FractionalPartIntegral2

An additional related integral that can be done in closed form and gives the same result is

 int_1^infty(frac(x))/(x^2)dx=1-gamma

(14)

(Havil 2003, pp. 109-111).

FractionalPartNLogN

The plot above shows the fractional parts of nlnn for 1<=n<=10^5, showing characteristic gaps (Trott 2004, p. 223).

A consequence of Weyl's criterion is that the sequence {frac(nx)} is dense and equidistributed in the interval [0,1] for irrational x, where n=1, 2, ... (Finch 2003).


REFERENCES:

Finch, S. R. "Powers of 3/2 Modulo One." §2.30.1 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 194-199, 2003.

Graham, R. L.; Knuth, D. E.; and Patashnik, O. Concrete Mathematics: A Foundation for Computer Science, 2nd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1994.

Havil, J. Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 109-110, 2003.

Miklavc, A. "Elementary Proofs of Two Theorems on the Distribution of Numbers {nx} (mod 1)." Proc. Amer. Math. Soc. 39, 279-280, 1973.

Sloane, N. J. A. Sequence A000079/M1129 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Integer-Value Int(x) and Fractional-Value frac(x) Functions." Ch. 9 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 71-78, 1987.

Trott, M. The Mathematica GuideBook for Programming. New York: Springer-Verlag, 2004. https://www.mathematicaguidebooks.org/.




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.