1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : نظرية الاعداد :

Fractional Part

المؤلف:  Finch, S. R

المصدر:  "Powers of 3/2 Modulo One." §2.30.1 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press

الجزء والصفحة:  ...

20-8-2020

1146

Fractional Part

 

The function frac(x) giving the fractional (noninteger) part of a real number x. The symbol <span style={x}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/FractionalPart/Inline3.gif" style="height:15px; width:17px" /> 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)=<span style={x-|_x_| x>=0; x-[x] x<0 " src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/FractionalPart/NumberedEquation1.gif" style="height:41px; width:150px" />

(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 <span style={x}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/FractionalPart/Inline18.gif" style="height:15px; width:17px" /> 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 <span style={frac(nx)}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/FractionalPart/Inline57.gif" style="height:15px; width:60px" /> 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 <span style={nx}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/FractionalPart/Inline61.gif" style="height:15px; width:27px" /> (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/.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي