Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
Ahoj,
pro libovolná čísla x,y z [mathjax]\mathbb{Q}[/mathjax] a libovolné číslo d z [mathjax]\mathbb{N}[/mathjax] takové, že [mathjax]\sqrt{d} \notin \mathbb{N}[/mathjax] lze ukázat, že pro číslo z:=[mathjax]x+y \cdot \sqrt{d} [/mathjax] jsou jednoznačně určena čísla x,y. Ovšem pokud někdo zadá číslo z svým nekonečným desetinným rozvojem, tak mi není jasné jak z něj čísla x,y sestrojit. A skoro bych řekl, že to není možné, nebo ano?
Offline
↑ check_drummer:
Ahoj. Myslim, ze to nejde. Musel bys znat uplne cely desetiinny rozvoj cisla [mathjax] z[/mathjax], ty ale v realu budes stejne pocitat jen s konecnym. Kdyz napr. budes znat prvnich 99 desetinnych mist, pak pro tebe budou cisla [mathjax] z_1=1+ 1\cdot\sqrt{d}[/mathjax] a [mathjax]z_2=\frac{1+10^{100}}{10^{100}}+1\cdot\sqrt{d} [/mathjax] nerozlisitelna.
Offline
↑ laszky:
Nejde mi o to sestrojit algoritmus (ten opravdu neexistuje - také myslím), ale o nějaký postup, který má těch nekonečně mnoho číslic "najednou" k dispozici.... A je povoleno používat postupy, které by běžný algorimus nemohl použít. Např. "každou druhou číslici zvětš o 1", apod.
A nebo pomocí nějakých ("standardních") matematických operaci "extrahovat" ta čísla x,y - např. vynásob číslo z hodnotou [mathjax]\sqrt{d}[/mathjax], atd...
Offline
↑ MichalAld:
Pohybujeme se v teoretické rovině - to bych pak mohl říci, že posloupnosti nemá smysl zkoumat, protože mají nekonečně mnoho členů.
Prostě těch nekonečně mnoho číslic máš k dispozici....
Offline
↑ MichalAld:
No jak jsem psal - pro pevné d je číslo z tvaru [mathjax]x+y \cdot \sqrt{d} [/mathjax], číslo d znáš, čísla x ,y ne.
Offline
↑ check_drummer:Ahoj. Pre väčšinu reálnych čísel také x,y racionálne vôbec neexistujú lebo ak [mathjax]z=x+y\sqrt{d}[/mathjax], tak [mathjax]z^2=x^2+dy^2+2xy\sqrt{d}=2xz+dy^2-x^2[/mathjax]
A teda z musí byť najviac stupňa 2 teda pre každé algebraické číslo stupňa 3 a viac a transcendentné číslo také x,y nie sú
Offline
↑ jarrro:
Já ale netvrdím že z je libovolné reálné číslo....
Offline
Triviální postup pro zjištění x,y: očíslujme racionální čísla a procházejme je jedno po druhém dokud nenajdeme ta správná. Samozřejmě je nutné provádět jisté aproximace při výpočtu, ale možná by bylo možné nějak odhadnout, že jsme ta čísla našli - např. na základě délky periody čísel x,y. Ale i tak to není moc hezké řešení, zejména může být časově dost náročné....
Offline
Já si dokonce myslím, že ani když ta čísla známe, nebudeme schopní dokázat že splňují rovnici - pokud bude výsledek zadaný ve formě toho nekonečného rozvoje. I kdybychom našli algoritmus pro posouzení n-tého členu rozvoje, pořád potřebujeme provést k ověření nekonečné množství kroků. A na důkaz potřebujeme jen konečné množství kroků.
Ale nalezení těch čísel - mi to připomíná nalezení prvočíselného rozkladu, třeba c = a . b, kde a,b jsou prvočísla. Také jsou určena jednoznačně, ale nalezení je problém.
Kdysi jsem na to zkoušel vymyslet algoritmus, spočívající v tom, že nalezneme řešení pro n-tý bit čísla c, jenže se ukáže, že k tomu potřebujeme znát ten (n+1). nebo (n-1). bit. Takže nám z toho vznikne takový strom, a musíme se dostat až dolů, abychom našli řešení. Což zase vede na tu exponenciální složitost.
No a u nekonečného rozvoje bude tenhle strom nekonečně hluboký. Potřebovali bychom začít tím posledním členem nekonečného rozvoje, což nejde. Takže je možné, že to prostě nejde řešit.
Offline
↑ MichalAld:
Mně nejde o algoritmus, ale o nějaký teoretický "vzorec", jestli lze vůbec v principu ta čísla x,y nějak metamaticky vyjádřit. Třeba když hledáš pro pevná reálná čísla a,b číslo x splňujcíí ax=b, tak číslo x taky nemusíš v některých přípdech přesně vyjádřit, ale ten teoretický vzorec je jasný - x=b/a (samozřejmě pro nenulové a, ale takové podružnosti teď neřešme).
Offline
Ak by bolo [mathjax]z[/mathjax] zadané koeficientami jeho minimálneho polynómu tak by sa [mathjax]x,y,d[/mathjax] dali vyčítať zo vzorca pre korene kvadratickej rovnice
Offline
↑ check_drummer:
Jenže pro diofantické rovnice nejen že obecně neexistuje žádný vzorec, ale nelze ani dokázat že řešení vůbec existuje, případně ho nějak ohraničit.
Offline
↑ MichalAld:
Ale tady víš že nějaké řešení existuje, prože máš zadané číslo z.
Offline
↑ MichalAld:
Ano, ale tak ta úloha nestojí, úloho stojí tak, že máš dané číslo z a nějakou operací chceš získat čísla x,y. Je potřeba si říct jaké operace jsou povoleny, ale pro jednoduchost to formulujme tak, že všechny běžné....
Takže třeba kdybys věděl, že x=0, tak můžeš říct že y=z/[mathjax]\sqrt{d}[/mathjax].
Kdybys postupoval tak jak říkáš, tak bys nikdy nemohl pracovat reálnými čísly....
Offline
↑ check_drummer:
Byla by uloha jednodussi, kdyby se pozadovalo [mathjax]x,y\in\mathbb{Z}[/mathjax]? Takze bych mel zadane [mathjax]z\in\mathbb{R}[/mathjax] a [mathjax]d\in\mathbb{N}[/mathjax] ([mathjax]\sqrt{d}\not\in\mathbb{N}[/mathjax]) a chtel rozhodnout, zda lze [mathjax]z[/mathjax] vyjadrit ve tvaru [mathjax]z=x+y\sqrt{d}[/mathjax] pro nejaka cela cisla [mathjax] x,y[/mathjax]? Prijde mi to s temi racionalnimi cisly zbytecne komplikovane. Navic pro dane iracionalni [mathjax]\sqrt{d}[/mathjax] je mnozina [mathjax]\{x+y\sqrt{d}, x,y\in\mathbb{Z}\}[/mathjax] husta v [mathjax]\mathbb{R}[/mathjax], takze by se snad melo jednat o obdobne narocnou ulohu.
Offline
No jo, jenže u reálných čísel připouštíme ta přibližná řešení.
Když chceme určit kolik je ta odmocnina ze dvou, nepotřebujeme na to celý ten nekonečný desetinný rozvoj. Stačí nám pár číslic. A naše číslo, když vynásobíme sebou samým, nedá to přesně dvě. Jen skoro. Ale to nám nevadí. U reálných čísel to nevadí.
Ale u celých čísel to vadí, tam tenhle postup použít nemůžeme.
Pokud bychom chtěli tu tvoji rovnici řešit jen přibližně, není s tím vůbec problém ... až na to, že takových řešení existuje nekonečné množství. Když si řekneš, že ti stačí, když bude tvá rovnice splněna na 10 platných číslic, najdeš nekonečné množství dvojic x,y, kterými to lze zajistit.Když si řekneš, že chceš 100 platných číslic, zase máš nekonečné množství variant. Nijak ses moc nepřiblížil cíli. Ať už si zvolíš počet platných číslic jaký chceš, pořád bude mít tvá rovnice nekonečné množství řešení - a ty se nijak nepřibližuješ tomu správnému.
Offline
Jako já bych tu periodičnost hledal pomocí něčeho jako Fourierova transformace, protože periodické funkce by měly mít ostré frekvence. Takže pokud vezmeme dostatečné množství vzorků, řádově větší než je perioda toho racionálního čísla v součtu, mělo by se to tam objevit.
Možná by na to mohla stačit i autokorelační funkce.
A když by se nám podařilo najít to první číslo, tak to druhé už dopočítáme.
Offline
↑ laszky:
Ano, nejdřív mě to taky naopadlo, ale řekl jsem si že budeme více ambiciozní. :-) Ale proč ne, lze začít s případem x,y ze Z. Možná by to šlo v tomto případě vyřešit i algoritmicky - tj. mám desetinné číslo a chci najít celá x,y. Když budu zkoušet všechny x,y, tak je otázka zda se můžu s dvěma x1,y1 dostat libovolné blízko k z a přesto to nebude řešení....
A kdyby to nešlo algoritmicky tak alesoň nějaký vzorec...
Offline