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 :

Floor Function

المؤلف:  Borwein, J.; Bailey, D.; and Girgensohn, R.

المصدر:  Experimentation in Mathematics: Computational Paths to Discovery. Wellesley, MA: A K Peters, 2004.

الجزء والصفحة:  ...

20-10-2020

1412

Floor Function

FloorFunction

The floor function |_x_|, also called the greatest integer function or integer value (Spanier and Oldham 1987), gives the largest integer less than or equal to x. The name and symbol for the floor function were coined by K. E. Iverson (Graham et al. 1994).

Unfortunately, in many older and current works (e.g., Honsberger 1976, p. 30; Steinhaus 1999, p. 300; Shanks 1993; Ribenboim 1996; Hilbert and Cohn-Vossen 1999, p. 38; Hardy 1999, p. 18), the symbol [x] is used instead of |_x_| (Graham et al. 1994, p. 67). In fact, this notation harks back to Gauss in his third proof of quadratic reciprocity in 1808. However, because of the elegant symmetry of the floor function and ceiling function symbols |_x_| and [x], and because [x] is such a useful symbol when interpreted as an Iverson bracket, the use of [x] to denote the floor function should be deprecated. In this work, the symbol [x] is used to denote the nearest integer function since it naturally falls between the |_x_| and [x] symbols.

FloorReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

The floor function is implemented in the Wolfram Language as Floor[z], where it is generalized to complex values of z 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/FloorFunction/Inline19.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 floor function satisfies the identity

 |_x+n_|=|_x_|+n

(1)

for all integers n.

A number of geometric-like sequences with a floor function in the numerator can be done analytically. For instance, sums of the form

 sum_(n=1)^infty(|_nx_|)/(k^n)

(2)

can be done analytically for rational x. For x=1/m a unit fraction,

 sum_(n=1)^inftyk^(-n)|_n/m_|=k/((k-1)(k^m-1)).

(3)

Sums of this form lead to Devil's staircase-like behavior.

For irrational alpha>0, continued fraction convergents p_n/q_n, and epsilon_n=q_nalpha-p_n,

 |_nalpha+epsilon_N_|=<span style={|_nalpha_| for n<q_(N+1); |_nalpha_|+(-1)^N for n=q_(N+1) " src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/FloorFunction/NumberedEquation4.gif" style="height:42px; width:249px" />

(4)

(Borwein et al. 2004, p. 12). This leads to the rather amazing result relating sums of the floor function of multiples of alpha to the continued fraction of alpha by

 sum_(n=1)^infty|_nalpha_|z^n=(p_0z)/((1-z)^2)+sum_(n=0)^infty(-1)^n(z^(q_n)z^(q_(n+1)))/((1-z^(q_n))(1-z^(q_(n+1))))

(5)

(Mahler 1929; Borwein et al. 2004, p. 12).


REFERENCES:

Borwein, J.; Bailey, D.; and Girgensohn, R. Experimentation in Mathematics: Computational Paths to Discovery. Wellesley, MA: A K Peters, 2004.

Croft, H. T.; Falconer, K. J.; and Guy, R. K. Unsolved Problems in Geometry. New York: Springer-Verlag, p. 2, 1991.

Graham, R. L.; Knuth, D. E.; and Patashnik, O. "Integer Functions." Ch. 3 in Concrete Mathematics: A Foundation for Computer Science, 2nd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 67-101, 1994.

Hardy, G. H. Ramanujan: Twelve Lectures on Subjects Suggested by His Life and Work, 3rd ed. New York: Chelsea, 1999.

Hilbert, D. and Cohn-Vossen, S. Geometry and the Imagination. New York: Chelsea, 1999.

Honsberger, R. Mathematical Gems II. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., 1976.

Iverson, K. E. A Programming Language. New York: Wiley, p. 12, 1962.

Mahler, K. "Arithmetische Eigenschaften der Lösungen einer Klasse von Funktionalgleichungen." Math. Ann. 101, 342-366, 1929.

Ribenboim, P. The New Book of Prime Number Records. New York: Springer-Verlag, pp. 180-182, 1996.

Shanks, D. Solved and Unsolved Problems in Number Theory, 4th ed. New York: Chelsea, p. 14, 1993.

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.

Steinhaus, H. Mathematical Snapshots, 3rd ed. New York: Dover, 1999.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي