1、 第 4-1 页无理数的近似值与连分数江苏张家港高级中学 储聪忠一、从一道题目谈起设正有理数 x 是 的一个近似值,令 .3xy12(1) 若 ,求证: ;3(2) 求证:y 比 x 更接近于 .解答:(1) 因为 ,所以 ;3x312y(2) 同理可证:当 时, .要证“y 比 x 更接近于 ”,即证:0x3.3y 若 ,根据(1) ,则 ,即证 ,也就是证xy32yx.考察函数 ,当 时,它是增函数,从而2)(ttf1;313tf 若 ,则 ,即证 ,也就是证 .因为0xy32yx 321)(x函数 在 上是减函数,在 上是增函数,所以当ttf2, 1,时, ,即证.31,x3,ma)(
2、fftf综上所述,证明了 y 比 x 更接近于 .另证:因为 ,所以 .0x 03)23(3xxy第 4-2 页二、几点说明1 若令 ,则正数 ;x1232 对于正数 , 比 更接近 ;3 因为 ,从而312=,2131)3(212 若去掉后面的小于 1 的“小尾巴” ,即 ,它们越来越接近1,1,.3用连分数来表示无理数 ,则有 = =1,1,2,1,2, ;3124 如何求 的连分数表示式呢?事实上,通过下面的步骤:3第 4-3 页;132,213;1, ;132,213;1,;315443210 aaaaaa故无理数 的连分数为1,1,2,1,2, ;三、连分数的有关概念一般地,设 是一
3、个实数序列,其中 ,n 为自然数,则分数na,210 10iainaa1210称为有限连分数;如果 是整数, 是正整数,则称为有限简单连分数.当0na,21时,则它们分别称为无限连分数或无限简单连分数.有限连分数记作a 0,a1,a2,ann或 ;无限连分数记作a 0,a1,a2,或 .n13210 3210我们知道方程 的正根用求根公式可得 2.141421.如果我将0x x方程化为 ,既然 与 相等,则用 替换方程右边的 ,就得到x12x,这样可以不断地进行下去.若每次舍掉 ,则得到一连串的分数:x12x1第 4-4 页,它们分别是 ,21,21,2 417.29,.512,., 越来越接近 .因此 的连分数为2,2,2,.一般来说,有限连分数表示有理数,无限连分数表示无理数;连分数与递归数列有着密切的关系.