4 votos

Cálculo de un número racional entre otros dos, minimizando el numerador y el denominador


Dado dos positivos número racional $\frac{a_1}{b_1}$ $\frac{a_3}{b_3}$ (escrito en términos mínimos) tal que $$\frac{a_1}{b_1} < \frac{a_3}{b_3},$$ Quiero encontrar un número racional $\frac{a_2}{b_2}$ tal que $$\frac{a_1}{b_1} < \frac{a_2}{b_2} < \frac{a_3}{b_3}$$ y $a_2$ $b_2$ son los más pequeños los números posibles

He venido con la solución de $a_2 = a_1 + a_3$ $b_2 = b_1 + b_3$ luego dividiendo $a_2$ $b_2$ por su máximo común divisor, pero debe haber una mejor solución.

Gracias por adelantado por tus sugerencias.

3voto

lhf Puntos 83572

Véase el artículo de Wikipedia sobre el desarrollo, lo que explica que cuando su solución es la mejor.

2voto

Vincent Puntos 5027

La solución no es la mejor. (Tomemos, por ejemplo, 1/2 y 9/10.) Una forma de solucionar tu problema es calcular las fracciones continuas de los dos números hasta que se diferencian. Dicen las fracciones continuas empezar a $[x_0;x_1,x_2,x_3]$$[x_0;x_1,x_2,y_3]$,$x_3 \ne y_3$. A continuación, puedes probar todos los valores de $z_3$ $x_3$ $y_3$ incluido para obtener una respuesta. No podría ser más inteligente manera de encontrar el mejor $z_3$, pero de esta forma debe funcionar: se basa en el hecho de que la continuación de la fracción de convergents son alternativamente mayor y menor que el valor que se aproxima, así que uno de $[x_0;x_1,x_2,x_3]$ $[x_0;x_1,x_2,y_3]$ se encuentran entre $a1/b1$$a3/b3$.
Hay una pequeña complicación: supongamos $x_3$ $y_3$ difieren por uno, y uno de los convergents es exacta. Entonces no podría ser capaz de encontrar $z_3$ tal que $[x_0;x_1,x_2,z_3]$ es estrictamente entre el$a1/b1$$a3/b3$. Pero en este caso se puede utilizar la fórmula de los dos convergents (en lugar de en $a1/b1$$a3/b3$) para obtener la respuesta, porque la condición de que $x_3$ $y_3$ difieren por uno es suficiente para garantizar que su desarrollo es la mejor aproximación.
Por ejemplo, 1/2=[0;2] y 9/10=[0;1,9]. Así que difieren en $x_1$, lo que significa que debemos tratar de [0;1] = 1 e [0;2] = 1/2. Tampoco es satisfactoria, así que tome su desarrollo, que es de 2/3.

1voto

David HAust Puntos 2696

SUGERENCIA $\rm\displaystyle\quad \frac{A}B < \frac{X}Y < \frac{C}D\ \iff\ X = \frac{MA+NC}{BC-AD},\ Y = \frac{MB+ND}{BC-AD}\quad$ para algunos enteros $\rm\:M,N>0$

Este tiene una buena interpretación geométrica en términos de avión celosías - que proporciona una vívida interpretación geométrica de buenas aproximaciones por Farey mediant búsqueda - ver mi post aquí

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X