المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19


Golomb-Dickman Constant  
  
1121   03:19 مساءً   date: 18-2-2020
Author : Dickman, K
Book or Source : "On the Frequency of Numbers Containing Prime Factors of a Certain Relative Magnitude." Arkiv för Mat., Astron. och Fys
Page and Part : ...


Read More
Date: 8-5-2020 684
Date: 27-10-2020 548
Date: 5-9-2020 788

Golomb-Dickman Constant

 

 

Let Pi be a permutation of n elements, and let alpha_i be the number of permutation cycles of length i in this permutation. Picking Pi at random, it turns out that

<sum_(j=1)^(infty)alpha_j> = sum_(i=1)^(n)1/i

(1)

= H_n

(2)

= lnn+gamma+O(1/n)

(3)

var(sum_(j=1)^(infty)alpha_j) = sum_(i=1)^(n)(i-1)/(i^2)

(4)

= H_n-H_(n,2)

(5)

= lnn-n+gamma-1/2-1/6pi^2+O(1/n)

(6)

(Shepp and Lloyd 1966, Wilf 1990), where H_n is a harmonic number and H_(n,r) is a generalized harmonic number.

In addition,

 lim_(n->infty)P(alpha_1=0)=1/e

(7)

(Shepp and Lloyd 1966, Wilf 1990). Goncharov (1942) showed that

 lim_(n->infty)P(alpha_j=k)=1/(k!)e^(-1/j)j^(-k),

(8)

which is a Poisson distribution, and

 lim_(n->infty)P[(sum_(j=1)^inftyalpha_j-lnn)(lnn)^(-1/2)<=x]=Phi(x),

(9)

which is a normal distribution, gamma is the Euler-Mascheroni constant, and Phi(x) is the normal distribution function.

Let

 M(alpha)=max_(j){j:alpha_j>0},

(10)

i.e., the length of the longest cycle in Pi. Golomb (1964) computed an approximation (with a sizable error) to the constant defined as

lambda = lim_(n->infty)(<M(alpha)>)/n

(11)

= 0.6243299885...

(12)

(OEIS A084945) and which is known as the Golomb constant or Golomb-Dickman constant.

Knuth (1997) asked for the constants b and c such that

 lim_(n->infty)n^b[<M(alpha)>-lambdan-1/2lambda]=c,

(13)

and Gourdon (1996) showed that

 <M(alpha)>=lambda(n+1/2)-(e^gamma)/(24n)+(1/(48)e^gamma-1/8(-1)^n)/(n^2)+((17)/(3840)e^gamma+1/8(-1)^n+1/6j^(1+2n)+1/6j^(2+n))/(n^3),

(14)

where

 j=e^(2pii/3).

(15)

lambda can be expressed in terms of the function f(x) defined by f(x)=1 for 1<=x<=2 and

 (df)/(dx)=-(f(x-1))/(x-1)

(16)

for x>2, by

 lambda=int_1^infty(f(x))/(x^2)dx.

(17)

Shepp and Lloyd (1966) derived

lambda = int_0^inftyexp(-x-int_x^infty(e^(-y))/ydy)dx

(18)

= int_0^1exp(int_0^x(dy)/(lny))dx

(19)

= int_0^1e^(li(x))dx,

(20)

where li(x) is the logarithmic integral.

Surprisingly, there is a connection between lambda and prime factorization (Knuth and Pardo 1976, Knuth 1997, pp. 367-368, 395, and 611). Dickman (1930) investigated the probability P(x,n) that the greatest prime factor p of a random integer between 1 and n satisfies p<n^x for x in (0,1). He found that

 F(x)=lim_(n->infty)P(x,n)={1   if x>=1; int_0^xF(t/(1-t))(dt)/t   if 0<=x<1,

(21)

where F(x) is now known as the Dickman function. Dickman then found the average value of x such that p=n^x, obtaining

mu = lim_(n->infty)<x>

(22)

= lim_(n->infty)<(lnp)/(lnn)>

(23)

= int_0^1x(dF)/(dx)dx

(24)

= int_0^1F(t/(1-t))dt

(25)

= 0.62432999,

(26)

which is identical to lambda.


REFERENCES:

Dickman, K. "On the Frequency of Numbers Containing Prime Factors of a Certain Relative Magnitude." Arkiv för Mat., Astron. och Fys. 22A, 1-14, 1930.

Finch, S. R. "Golomb-Dickman Constant." §5.4 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 284-292, 2003.

Golomb, S. W. "Random Permutations." Bull. Amer. Math. Soc. 70, 747, 1964.

Goncharov, W. "Sur la distribution des cycles dans les permutations." C. R. (Dokl.) Acad. Sci. URSS 35, 267-269, 1942.

Goncharov, W. "On the Field of Combinatory Analysis." Izv. Akad. Nauk SSSR 8, 3-48, 1944. English translation in Amer. Math. Soc. Transl. 19, 1-46, 1962.

Gourdon, X. Combinatoire, Algorithmique et Géometrie des Polynômes. Ph. D. thesis. École Polytechnique, 1996.

Knuth, D. E. The Art of Computer Programming, Vol. 1: Fundamental Algorithms, 3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1997.

Knuth, D. E. The Art of Computer Programming, Vol. 2: Seminumerical Algorithms, 3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.

Knuth, D. E. and Pardo, L. T. "Analysis of a Simple Factorization Algorithm." Theor. Comput. Sci. 3, 321-348, 1976.

Mitchell, W. C. "An Evaluation of Golomb's Constant." Math. Comput. 22, 411-415, 1968.

Purdom, P. W. and Williams, J. H. "Cycle Length in a Random Function." Trans. Amer. Math. Soc. 133, 547-551, 1968.

Shepp, L. A. and Lloyd, S. P. "Ordered Cycle Lengths in Random Permutation." Trans. Amer. Math. Soc. 121, 350-557, 1966.

Sloane, N. J. A. Sequences A084945, A174974, and A174975 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Wilf, H. S. Generatingfunctionology, 2nd ed. New York: Academic Press, 1994.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.