복합기초계

Complex-base system

산술에서 콤플렉스 베이스 시스템라디스가상의 수(Donald Knuth가 1955년에[1][2] 제안) 또는 복합수(S가 제안함)인 위치수 시스템이다. 1964년[3] 흐멜닉과 월터 F. 1965년[4][5][6] 페니).

일반적으로

을(를) 도메인{C {\ \ { {\displaystyle \ 절대값으로 설정(Archimedi)하십시오.

위치 번호 에서 X D 을(를) 확장자로 나타냄

어디에

> 1}이가) 있는 radix(또는 base),
지수(위치 또는 위치),
으로 < .. .D의 유한 집합에서 나온 숫자임

카디널리티 RZ을(를) 분해 수준이라고 한다.

위치 번호 시스템 또는 코딩 시스템은 한 쌍이다.

radix (와 Z {\를) 사용하여 자릿수 집합을 R {\자리로 작성함

바람직한 것은 다음과 같은 특징이 있는 시스템을 코딩하는 것이다.

  • Every number in , e. g. the integers , the Gaussian integers or the integers , is uniquely representable as 부호 ±가 있을 수 있는 유한 코드
  • Every number in the field of fractions , which possibly is completed for the metric given by yielding or , is representable as an infinite se 따라 → -}에 수렴되는 Ries 는 둘 이상의 표현을 가진 숫자 집합의 측정치는 0이다. 후자는 설정된 을(를) 최소로 유지하도록 요구한다. 즉, 실제 숫자의 R= }, 복잡한 숫자의 R=

실제 숫자로

이 표기법에서 표준 십진법 부호화 방식은 다음과 같다.

표준 2진법은

부정기적 체계가

그리고 균형잡힌 3차[2] 시스템은

이 모든 코딩 시스템은 에 대해 언급한 기능을 가지고 있으며, 마지막 두 개에는 기호가 필요하지 않다

복잡한 숫자로

복잡한 숫자에 대해 잘 알려진 위치 번호 시스템에는 다음이 포함된다( (가 가상 단위임).

  • , Z reft\langle { 예: ± , 2\ {\\i} \}, {i[1]
± 2 i , Z ater\ [2]은(는) 1955년 도널드 크누스가 제안한 쿼터-상상상의 기반이다.
  • ± 2 i =± i , \
[3][5] (see also the section Base −1 ± i below).
  • ⟨ Reiφ, ZR({\displaystyle \left\langle{\sqrt{R}}e^{\mathrm{나는}}\varphi ,Z_{R}\right\rangle},φ =±arccos((− β/(2R)){\displaystyle \varphi=\pm \arccos{(-\beta/(2{\sqrt{R}}))}},β<>분(R, 2R){\displaystyle \beta<>\min(R,2{\sqrt{R}})}과 β{\dis.p_{}^{}}}은는) 주어진 R {\ R}에서 여러 값을 취할 수 있는 양의 정수 = 1 {\ \ R= 2 {\의 경우 이것이 시스템이다[7]
  • .[8]
  • , where the set consists of complex numbers , and numbers 예:
[8]
  • = = , 여기서 ={(-) (- ) - 이다

이진법

복잡한 숫자의 바이너리 코드 시스템, 2= { }{\을([9]를) 가진 시스템이 실질적인 관심사다. 아래에는 코딩 시스템 , \langle \모두 위 시스템의 특별한 경우) 및 (십진수) 번호 -1, 2, -2, i에 대한 respp. 코드가 열거되어 있다. 표준 바이너리(표지, 첫 번째 줄 필요)와 "부정" 시스템(두 번째 줄)도 비교를 위해 나열된다. 그들은 를 위한 진정한 확장을 가지고 있지 않다.

일부 근거와 일부 표현[10]
라딕스 –1 ← 2 ← –2 ← I 쌍둥이와 세쌍둥이
2 –1 10 –10 i 1 ← 0.1 = 1.0
–2 11 110 10 i 1/3 0.01 = 1.10
101 10100 100 10.101010100...[11] + 1 ←? 0.0011 = 11.1100
111 1010 110 11.110001100...[11] + 4 1.011 = 11.101 = 11100.110
101 10100 100 10 1/3 + 1/3i 0.0011 = 11.1100
–1+i 11101 1100 11100 11 1/5 + 3/5i 0.010 = 11.001 = 1110.100
2i 103 2 102 10.2 1/5 + 2/5i 0.0033 = 1.3003 = 10.0330 = 11.3300

아르키메데스 절대값을 가진 모든 위치 번호 시스템에서와 같이, 여러 개의 표현을 가진 숫자들이 있다. 그러한 숫자의 예는 표의 오른쪽 열에 표시된다. 그들 모두는 그 위에 가로줄로 표시된 반복으로 분수를 반복하고 있다.

자릿수 집합이 최소인 경우 해당 숫자 집합의 측정값은 0이다. 언급된 모든 코딩 시스템이 그렇다.

거의 2진법적인 쿼터-상상 시스템은 비교를 목적으로 하단에 열거되어 있다. 거기서 현실과 상상의 부분이 서로 교차한다.

기준 -1 ± i

base i 1 시스템에서는 정수 부분이 있는 복잡한 숫자가 모두 0이다.

특히 관심 있는 것은 쿼터-상상 베이스(베이스 2i)와 아래에서 논의한 베이스 -1 ± i 시스템이며, 두 시스템 모두 기표 없이 가우스 정수를 정밀하게 표현하는 데 사용할 수 있다.

숫자 0과 1을 사용한 베이스 -1 ± i는 S에 의해 제안되었다. 1964년[3] 흐멜닉과 월터 F. 1965년 페니.[4][6] 정수의 반올림 영역(즉, 이 시스템에서 표현되는 정수 부분을 공유하는 복잡한 (비정수) 숫자의 S 는 복잡한 평면에서 프랙탈 모양: 트위드라곤(그림 참조)을 갖는다. This set is, by definition, all points that can be written as with . can be decomposed into 16 pieces congruent to . Notice that if is rotated counterclockwise by 135°, we obtain two adjacent sets congruent to , because . 중앙의 직사각형 S 은(는 시계 반대 방향으로 좌표 축을 교차한다. 2 0. 1 i 0.- 8 0.- 4 그러므로 에는 절대값 1/15을 가진 모든 복잡한 숫자가 포함되어 있다.[12]

그 결과, 복잡한 직사각형의 주입이 있다.

매핑을 통해 [ ) 간격 내에

> 과(와) 함께[13]

게다가, 두 개의 매핑이 있다.

그리고

두 가지 모두 허탈적(추상적 공간-초기적) 매핑을 발생시킨다.

그러나 연속성이 아니므로 공간-변환 곡선아니다. 그러나 아주 가까운 친척인 데이비스 크누스 용은 연속적이고 공간을 채우는 곡선이다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b Knuth, D.E. (1960). "An Imaginary Number System". Communications of the ACM. 3 (4): 245–247. doi:10.1145/367177.367233.
  2. ^ a b c Knuth, Donald (1998). "Positional Number Systems". The art of computer programming. Vol. Volume 2 (3rd ed.). Boston: Addison-Wesley. p. 205. ISBN 0-201-89684-2. OCLC 48246681. {{cite book}}: volume= 추가 텍스트(도움말)
  3. ^ a b c Khmelnik, S.I. (1964). "Specialized digital computer for operations with complex numbers". Questions of Radio Electronics (in Russian). XII (2).
  4. ^ a b W. Penney, 복잡한 숫자에 대한 "이진" 시스템, JACM 12 (1965) 247-248.
  5. ^ a b Jamil, T. (2002). "The complex binary number system". IEEE Potentials. 20 (5): 39–41. doi:10.1109/45.983342.
  6. ^ a b Duda, Jarek (2008-02-24). "Complex base numeral systems". arXiv:0712.1309 [math.DS].
  7. ^ Khmelnik, S.I. (1966). "Positional coding of complex numbers". Questions of Radio Electronics (in Russian). XII (9).
  8. ^ a b Khmelnik, S.I. (2004). Coding of Complex Numbers and Vectors (in Russian) (PDF). Israel: Mathematics in Computer. ISBN 978-0-557-74692-7.
  9. ^ a b Khmelnik, S.I. (2001). Method and system for processing complex numbers. Patent USA, US2003154226 (A1).
  10. ^ 윌리엄 J. 길버트, "복합기반의 산술" 수학 잡지 제57권, 제2권 1984년 3월
  11. ^ a b 무한 비연속 시퀀스
  12. ^ 크누스 1998 페이지 206
  13. ^ = }을 취할 수 없음, 둘 다 - =.1 = 0.5 2.와) k2 - = .0 = 0.1 .0}{{\\}=0. However, is unequal to

외부 링크