Подтвердить что ты не робот

Как я могу сделать "рабочее" повторяющееся десятичное представление рационального числа?

Я выяснил, как отображать повторяющуюся часть повторяющегося десятичного слова с помощью OverBar.

repeatingDecimal фактически не работает как повторяющееся десятичное число. Я хотел бы сделать вариацию, которая выглядит и ведет себя как повторяющееся десятичное число.


Вопрос

Как я могу сделать повторяющееся десятичное представление (возможно, используя Interpretation[])?


Фон

Пожалуйста, извините меня, если я бродят. Это мой первый вопрос, и я хотел бы понять, что я имею в виду.

Следующее будет "рисовать" повторяющееся десятичное число.

repeatingDecimal[q2_] :=
 Module[{a},
  a[{{nr__Integer}, pt_}] := 
   StringJoin[
    Map[ToString, 
     If[pt > -1, Insert[{nr}, ".", pt + 1], 
      Join[{"."}, Table["0", {Abs[pt]}], {nr}]]]];
  (* repeating only *)

  a[{{{r__Integer}}, pt_}] := 
   Row[{".", [email protected][Map[ToString, {r}]]}];

  (* One or more non-repeating; 
  more than one repeating digit KEEP IN THIS ORDER!! *)
  a[{{nr__, {r__}}, pt_}] := 
   Row[{StringJoin[
      Map[ToString, 
       If[pt > -1, Insert[{nr}, ".", pt + 1], 
        Join[{"."}, Table["0", {Abs[pt]}], {nr}]]]], 
     [email protected][Map[ToString, {r}]]}];
  (* One or more non-repeating; one repeating digit *)

  a[{{nr__, r_Integer}, pt_}] := 
   Row[{StringJoin[Map[ToString, {nr}]], ".", 
     [email protected][Map[ToString, r]]}];
  a[RealDigits[q2]]]

Итак,

repeatingDecimal[7/31]

отображает повторяющееся десятичное значение (показано здесь как изображение, чтобы появилось OverBar).

Repeating decimal displayed

Глядя под капот, это действительно просто самозванец, изображение повторяющегося десятичного...

In[]:= repeatingDecimal[7/31]//FullForm
Out[]:= Row[List[".",OverBar["225806451612903"]]]

Конечно, он не ведет себя как число:

% + 24/31

fraction plus repeating decimal

Я хотел бы добавить к урону: 1


Изменить: очищенная версия repeatingDecimal

Леонид показал, как обернуть формат вокруг подпрограммы и поставить вверх-значения для добавления и умножения повторяющихся десятичных знаков. Очень полезно! Потребуется некоторое время для меня, чтобы быть в курсе значений вверх и вниз.

Ниже приведена упрощенная версия кода, предложенная Mr.Wizard. Я устанавливал OverBar над каждой повторяющейся цифрой, чтобы разрешить прерывание строки. (Один OverBar выше Row выглядит более аккуратным, но не может сломаться, когда достигнут правый край экрана.)

ClearAll[repeatingDecimal]

repeatingDecimal[n_Integer | n_Real] := n

Format[repeatingDecimal[q_Rational]] := Row @ Flatten[
   {[email protected], ".", [email protected]@q} /.
    {{nr___Integer, r_List: {}}, pt_} :> {Table[0, {-pt}], nr, OverBar /@ r}
  ]

repeatingDecimal[q_] + x_ ^:= q + x
repeatingDecimal[q_] * x_ ^:= q * x
repeatingDecimal[q_] ^ x_ ^:= q ^ x

В приведенной ниже таблице показан вывод из repeatingDecimal:

n1 = 1; n2 = 15; ClearAll[i, k, r];
TableForm[Table[repeatingDecimal[i/j], {i, n1, n2}, {j, n1, n2}], 
TableHeadings -> {None, Table[("r")/k, {k, n1, n2}]}]

enter image description here


Проверка решения: Работа с повторяющимися десятичными знаками

Теперь проверяем сложение и умножение повторяющихся десятичных знаков:

a = repeatingDecimal[7/31];
b = repeatingDecimal[24/31];
Print["a = ", a]
Print["b = ", b]
Print["a + b = ", a, " + ", b, " = ", a + b]
Print["7/31 \[Times] 24/31 = " , (7/31)* (24/31)]
Print["a\[Times]b = ", a*b, " = \n", repeatingDecimal[a*b]]
Print[N[168/961, 465]]

repeating decimal addition and multiplication

Таким образом, добавление и умножение повторяющихся десятичных знаков работают по желанию. Power также работает нормально.

Обратите внимание, что 168/961 занимает 465 мест справа от десятичной точки. После этого он начинает повторяться. Результаты совпадают с результатами N[168/961, 465], за исключением OverBar, хотя разрывы строк происходят в разных местах. И, как и следовало ожидать, это приводит к следующему:

digits = RealDigits[168/961]
Length[digits[[1, 1]]]

465 digits


Некоторые эффекты оболочки Format [] по поведению N [] при суммировании повторяющихся десятичных знаков

Mr.Wizard предположил, что оболочка Формат является излишней для случаев целых чисел и реалов.

Рассмотрим, как следующие два дополнения

repeatingDecimal[7/31] + repeatingDecimal[24/31]
[email protected][7/31] + [email protected][24/31]

ведут себя в четырех разных случаях:

Случай 1: результаты, когда Format завернутый вокруг повторенияDecimals для значений Reals и Integer и значений ВКЛ

Case 1

Как и ожидалось, первое сложение дает целое число, второе - десятичное.


Случай 2: результаты, когда Format НЕ завернуты вокруг повторенияDecimals для реалов и целых чисел, но значения ВКЛ

Case 2

Оболочка Format вокруг Reals и Integer не влияет на дополнения.


Случай 3: результаты, когда Format завернутый вокруг повторенияDecimals для реалов и целых чисел, но выше значения ВЫКЛ

Case 3

Если upvalues ​​выключены, Format предотвращает добавление.


Случай 4: результаты, когда Format НЕ завернуты вокруг повторенияDecimals для реалов и целых чисел и значений выше ВЫКЛ

Case 4

Если upvalues ​​выключены и Format NOT wrapped вокруг повторенияDecimals для Reals и Integer, второе дополнение работает как ожидалось.

Тем более причина удаления обертки формата для случая реалов и целых чисел.


У кого-нибудь есть замечания о разных результатах в случаях 3 и 4?

4b9b3361

Ответ 1

Вам не следует указывать repeatingDecimal DownVaues, а скорее FormatValues:

ClearAll[repeatingDecimal];
Format[repeatingDecimal[q2_]] := 
Module[{a}, 
 a[{{nr__Integer}, pt_}] := 
 StringJoin[
  Map[ToString, 
   If[pt > -1, Insert[{nr}, ".", pt + 1], 
  Join[{"."}, Table["0", {Abs[pt]}], {nr}]]]];
  (*repeating only*)
 a[{{{r__Integer}}, pt_}] := 
 Row[{".", [email protected][Map[ToString, {r}]]}];
(*One or more non-repeating;
more than one repeating digit KEEP IN THIS ORDER!!*)
a[{{nr__, {r__}}, pt_}] := 
 Row[{StringJoin[
   Map[ToString, 
    If[pt > -1, Insert[{nr}, ".", pt + 1], 
     Join[{"."}, Table["0", {Abs[pt]}], {nr}]]]], 
  [email protected][Map[ToString, {r}]]}];
(*One or more non-repeating;one repeating digit*)
a[{{nr__, r_Integer}, pt_}] := 
  Row[{StringJoin[Map[ToString, {nr}]], ".", 
   [email protected][Map[ToString, r]]}];
a[RealDigits[q2]]]

Затем вы можете передать его также UpValues для интеграции с общими функциями, например:

repeatingDecimal /: Plus[left___, repeatingDecimal[q_], right___] := left + q + right;
repeatingDecimal /: Times[left___, repeatingDecimal[q_], right___] :=  left * q * right;

Тогда, например,

In[146]:= repeatingDecimal[7/31]+24/31

Out[146]= 1

Вы можете расширить этот подход на другие общие функции, которые вы можете использовать с repeatingDecimal.

Ответ 2

Вот возможный рефакторинг вашего обновленного кода. Я думаю, что он работает в этот раз (скрестив пальцы). Если вам не нужна подсветка цвета, вы можете оставить ~Style~ и остальную часть этой строки.

ClearAll[repeatingDecimal];

Format[repeatingDecimal[n_Integer | n_Real]] := n;

Format[repeatingDecimal[q_Rational]] :=
 Row[{[email protected], ".", [email protected]@q}] /.
  {{ nr___Integer, r_List:{} }, pt_} :>
   [email protected][
      "0" ~Table~ {-pt},
      {nr},
      If[r === {}, {}, {[email protected]@r}]
      ] ~Style~ If[r === {}, Blue, If[{nr} === {}, Red, Gray]]

repeatingDecimal /:
  (h : Plus | Times)[left___, repeatingDecimal[q_], right___] :=
    h[left, q, right];

Я оставлю эту более старую версию здесь для справки, но теперь я вношу изменения в вики сообщества вопросов.