浅论矩阵初等变换法在数论中的应用

矩阵论是一个应用十分广泛的数学学科 .本文将以矩陈的初等变换法为理论工具 ,谈谈它在数论中的两个应用 .本文约定 :小写拉丁字母表示整数 ,大写拉丁字母表示整数矩阵 ,对矩阵实施初等变换的过程中所用到 (得到 )的数均为整数 .1　一个命题命题 1　设 (ａ1 ,ａ2 ,… ,ａｎ) =ｄ ,则存在可逆方阵Ａ =[ａｉｊ]ｎ×ｎ,使得ａ1 ａ2 …ａｎ Ａ =[ｄ 0… 0 ](ｎ≥ 2 ) .证明 (数学归纳法 )(1 )当ｎ =2时 ,不妨设ａ1 >ａ2 >0 (否则可以施以倍法变换或换位变换 ,使得ａ1 >ａ2 >0 ) ,由辗转相除法知 :ａ1 =ｑ1 ａ2 +ｒ1 ,0 <ｒ1 <ａ2ａ2 =ｑ2 ｒ1 +…     

中国数学规划学科发展概述

数学规划又称数学优化, 是运筹学的一个重要分支. 它主要研究在一定约束条件下, 如何求一个实数或者整数变量的实函数的最大值或者最小值. 它是运筹学和管理科学中最常用的一种建模工具和求解问题的方法, 在工程、经济和金融等领域有非常广泛的应用. 首先简单介绍数学规划的发展历史、应用领域及其主要研究方向; 然后简述数学规划的发展现状和在中国的发展进程; 最后, 讨论数学规划若干研究前沿问题与研究展望.     

具有正密度部分商序列的连分数(英文)

对任意的x∈[0,1),令x=[a_1(x),a_2(x),···]是它的连分数展式.依照TONGWANG的定义,我们称实数x是一个Szemerédi点,如果它的连分数展式中部分商序列{a_n(x)}_n≥1是严格单增的且包含任意长的算术级数.Szemerédi曾证明了具有正的上Banach密度的整数序列一定包含任意长的算术级数.在本文中,研究其部分商序列单增且具有正的上Banach密度的点组成的集合,证明该集合的豪斯多夫维数为1/2,这包含了之前TONGWANG的结果.     

失代与极限

在数学发展史上,√2是一个非常重要的数;它是无理数,不能够精确地写成有限小数或循环小数的形式,即√2不能表示为两个整数的商的形式．在生活实践中,我们不一定需要精确值,在一定的误差范围内找到一个小数来近似代替√2就可以．例如：要安装玻璃、测量身高精确到毫米就可以了．     

科学计数法与近似数

一、方法导学1 .科学记数法　把一个数写成ａ× 1 0 ｎ 的形式 (其中 1≤ａ<1 0 ,ｎ是整数 ) ,这种记数法叫做科学记数法 .记数的方法 :①确定ａ .ａ是只有一位整数数位的数 .②确定ｎ .当原数≥ 1时 ,ｎ等于原数的整数位数减 1 ;当原数 <1时 ,ｎ是负整数 ,它的绝对值等于原数中左起第一个非零数字前零的个数 (含整数位上的零 ) .2 .近似数　一般地 ,一个近似数四舍五入到哪一位就说这个近似数精确到哪一位 .一个近似数 ,从左边起第一个非 0数字起 ,直到精确到的数位 ,所有的数字都叫做这个近似数的有效数字 .注意 :2 .0 5与 2 .0 50 0的区…     

不可压缩流体的湍流理论

本文从湍流Reynolds平均运动方程和逐阶速度关联的动力学方程出发,引进了准相似性条件和对关联方程中耗散项的假定,利用逐级近似方法发展了湍流理论.作为一级近似的应用例子,我们曾在忽略三阶关联项下,求解了湍流槽流,平面尾流和射流的平均运动方程和二阶关联方程,得到了理论和实验符合的结果. 本文在一级近似的基础上,进一步引进了三阶和四阶关联的方程作为二级近似,并求解了平面湍流尾流.得出的三阶关联的理论计算和现有的实验的比较是令人满意的.理论也给出了四阶关联。它可以用实验来验证.也可以用它求更高阶的关联.     

数学归纳法与其在计算机科学中的应用北大核心

1引言数学归纳法是中学数学课程中的一个课题.我们通过一些有关整数的恒等式来学习归纳法.比如我们可以证明,对所有的整数n≥0,成立:0+1+2+3…+n=n(n+1)/2.我们假定,读者对这类证明已经很熟悉了为了完整,我们只对一些基础知识做一个系统的介绍,另一方面,归纳法在计算机科学的算法理论中有大量运用,我们希望通过介绍相关知识使读者看到数学对计算机科学的贡献,而且看到计算机科学不仅仅是编程序.     

应用正弦型拓展函数求解整数规划问题

整数规划等有关离散变量的优化问题由于它的不连续和非光滑劣性,一直是最优化问题的一个难点.本文通过引入具有良好光滑性的正弦波型函数、增加约束条件以消除整数限制,把整数规划问题转化为无整数约束的一般非线性规划问题.新问题可以采用一般解决连续可微问题的方法,如Lagrange乘子法、Ja-cobian法或建立Kuhn-Tucker条件的方法求解.作为实例,本文应用已经发展的新方法求解了一个简单的整数规划问题以证实方法的有效性.     

稀疏优化在数独中的应用

数独是一个难以求解的整数规划问题,可以通过实数编码的方式去除整数约束的限制,将整数规划模型转化为一个l0范数极小化模型.已有算法大多是求解松弛的l1范数极小化模型,只能求解部分数独问题.本文证明对于数独这样一个特殊的问题,lq(0＜q＜1)范数极小化模型等价于l0范数极小化模型,同时用l1/2-SLP(sequenti...     

用渐近法解方程∈xn x-1=0

1.前言解方程εxn x -1 =0 (n∈ N)是我们可能会遇到的一个问题。但是 ,在解此方程的时候 ,存在着一些困难 ,例如 :当ε→ 0时 ,方程的求根公式要计算ε- 1→∞ ,这时计算无法进行下去。有一种方法叫做渐近分析 ,它为求解提供了有利的工具。渐近分析方法最早是天体力学和流体力学中的有力工具。渐近分析在系统的数学描述中出现一个小参数 (例如ε→ 0 )时 ,十分有用。2 .渐近分析法本文把渐近方法用于求解一元 n次方程当ε→ 0时根的表达式。本节中用 n =2 ,3,4,5为例 ,说明渐近分析的使用方法 ,并求出这些方程的根的渐近表达式。2 .1　…     

例析方程整数解问题

本文以近两年各级各类竞赛题中方程的整数解问题为例,介绍此类问题的求解策略.一、因数分解例1(江苏省第十九届初中数学竞赛初三年级2试试题)已知整数x,y满足x~(1/2)+2y~(1/2)=     

多约束非线性整数规划的一种改进的算法

多约束非线性整数规划是一类非常重要的问题,非线性背包问题是它的一类特殊而重要的问题.定义在有限整数集上极大化一个可分离非线性函数的多约束最优化问题.这类问题常常用于资源分配、工业生产及计算机网络的最优化模型中,运用一种新的割平面法来求解对偶问题以得到上界,不仅减少了对偶间隙,而且保证了算法的收敛性.利用区域割丢掉某些整数箱子,并把剩下的区域划分为一些整数箱子的并集,以便使拉格朗日松弛问题能有效求解,且使算法在有限步内收敛到最优解.算法把改进的割平面法用于求解对偶问题并与区域分割有效结合解决了多约束非线性背包问题的求解.数值结果表明了改进的割平面方法对对偶搜索更加有效.     

一类非线性Burgers方程组的基于Hopf-Cole变换的直接间断Galerkin有限元方法

<正>1引言Burgers方程可以作为描述许多物理现象的数学模型,如交通流、激波、扰流问题和连续的随机过程.它还可以用于检验数值方法的效率.由于其具有较广的实用范围,一些学者对其近似解进行了较多的研究.如Adomian分解方法、混合有限差分和边界元方法、样条有限元方法、精确显式有限差分方法、Douglas有限差分格式,直接变分方法和变分迭代方法被用于Burgers方程近似解的研究~([1-13]).Hopf-Cole变换~([14,15])是研究Burgers方程较好的分析工具,利用它可以获得Burgers方程一些精确解.近年来,人们意识到该变换也是一个很好的数值工具并利用其得到了一     

薛定谔方程的整体几何光学近似

整体几何光学方法是一种新的求解高频线性波动方程初值问题的渐进近似理论.该理论最初是对WKB初值数据问题提出来的.在本文中,我们将采用不同的方法,对这一方法予以重新推导,使得该理论同样适用于初值为扩展WKB函数的情形.特别地,我们将建立的理论用于薛定谔方程传播子的半经典近似上来.结果表明,整体几何光学方法提供的波场近似恰好是Kay提出的半相空间公式的一个实例.作为副产品,我们指出Van Vleck近似中起到关键作用的Maslov指标可以通过一个简单的代数关系式来确定.     

关于Evans三角形两个新的性质

<正>1引言1977年,R.Evans在《美国数学月刊》上提出一个未决问题[1]:“求出所有的整数边三角形,使它的某个高与底边之比为整数.”这个问题通常被称为Evans问题.此问题被Richard K.Guy收录在其著名的《数论中未解决的问题》一书[2]中.定义1某个高与底边之比为整数的整数边三角形称为Evans三角形.并称三边长互素的Evans三角形为本原Evans三角形.定义2 Evans三角形中是整数的高与底边之比称为该Evans三角形的Evans比.     

连分数展式基本区间长度的比较

连分数是度量数论、Diophantine逼近理论中一个十分重要的领域,其基本区间的长度在相关度量理论、维数研究中起到十分重要的作用.本文给出了连分数展式基本区间长度的比较关系.     

管理科学中一个特殊的整数规划

<正> 在管理科学中有一个老问题:设生产计划期长 T 单位的时期内需“平均”地使用某物料 R 单位,不允许缺货;设进货一次需费 C_3(C>0),单位数量物料单位时间内存贮费为 C_1(C_1>0).问以何种方案进货才能使进货费与存贮费的总和最少?Harris 在1915年就给出了经济批量公式 Q=(2RC_3/(C_1T))~(1/2).结论是只要按此公式每次以 Q 等量地进货,或分 n=(C_1TR/(2C_3))~(1/2)次等量地进货,就能使总费用最省.这公式在一般的管理书籍中都有推导(比如[1],第85页).应用时 n=(C_1TR/(2C_3))~(1/2)不常是整数,[2](第410页)指出,不是整数时应取“近似整数”.但取不足近似还是过剩近似是需要考虑的,因为两种近似值对总费用常有出入.此外,在实际使用时也最好有个简便的判定办法.对此,下文将稍作讨论.有时,所进货物只能以件计,不能分割,这时 Harris 公式只能在 Q 与 RQ~(-1)均为整数时才能直接应用.一般情况该有何种结论,这是下文主要要考虑的问题.由于     

数学竞赛之窗

本期给出 2 0 0 4年美国数学奥林匹克的试题与解答 ,由上海中学冯志刚老师与林运成同学提供 .第 33届美国数学奥林匹克(第一天　 2 0 0 4年 4月 2 7日 )1　设ABCD是一个有内切圆为凸四边形 ,它的每个内角和外角都不小于 6 0° .证明 :13|AB3 -AD3 |≤ |BC3 -CD3 |≤ 3|AB3 -AD3 | .等号何时成立 ?2　设a1,a2 ,… ,an 是整数 ,它们的最大公约数等于1.设S是具有下述性质的一个由整数组成的集合 :1)ai∈S ,i=1,2 ,… ,n ;2 )ai-aj∈S ,1≤i,j≤n (i,j可以相同 ) ;3)对任意整数x ,y∈S ,若x +y∈S ,则x -y∈S .证明 :S等于由所有整数…     

连分数与类数及其他

本文用连分数给出虚二次域的类数公式,见文中的定理4.结合Hirzebruch和zagier的结果(定理5),就完全了用连分数给出虚二次域的类数公式的结果.另外还讨论了一类虚二次域类数的可除性,即有 定理6.设l,q均为正整数,且q≥2.如0>△=1-4q^l为无平方因子整数,则l除尽虚二次域(Q(△^1/2)的类数. 文献[6]中,用了代数几何方法证明了当l为奇素数时的情形,本文只用初等方法.最后,文中给出了一个实二次域类数的初等公式.     

髙观点下的髙考数学试题——谈2015年高考北京卷理科第18题

<正>多项式函数是我们最熟悉的函数形式之一,用它近似代替一些比较复杂的函数,实现以简御繁,这是研究函数在一点近旁的性态的有力工具,也是微分学,乃至数学的精义所在.微积分中的泰勒展式定理,给出了用多项式函数近似表达复杂函数的理论保证,在近似计算和数值分析中具有十分重要的意义.2015年高考北京卷理科第18题的编制就是源于上述理论.