非整数进位制

非整数进位制是指底数不是正整數的进位制。對於一個非正整數的底數β > 1,以下的數值:
x=d_n\dots d_2d_1d_0.d_{-1}d_{-2}\dots d_{-m}

:x=\beta^nd_n + \cdots + \beta^2d_2 + \beta d_1 + d_0 + \beta^{-1}d_{-1} + \beta^{-2}d_{-2} + \cdots + \beta^{-m}d_{-m}.
而數字di為小於β的非負整數。此進位制可以配合所使用β,稱為β进制β展開,後者的名稱是數學家Rényi在1957年開始使用,而數學家Parry在1960年第一個進行相關的研究。每一個實數至少有一個β进位制的表示方式(也可能是無限多個)。

β进制可以應用在编码理论及準晶體模型的描述。
建構
β进制是十進制的延伸。十進制的表示法不唯一(例如,1.000... = 0.999...),不過所有有限位數的十進制表示法是唯一的。有限位數β进制就不一定有此特性,例如,在β = φ(黃金比例)時,φ + 1 = φ

針對特定實數,選擇其β进制各位數的方式,可以用以下的贪心算法產生,本質上是來自,此處的公式則來自。

令是底數,x為非負的實數。令是x的取整函数(小於等於x的最大整數),令是x的小數部份。存在一整數k使得。令
:d_k = \lfloor x/\beta^k\rfloor

:r_k = \{x/\beta^k\}.\,
針對,定義
:d_j = \lfloor\beta r_{j+1}\rfloor, \quad r_j = \{\beta r_{j+1}\}.

換句話說,x的正規β進制表示法可以用以下方式得到:先選擇最大的dk,使得,再選擇最大的dk−1,使得,以此類推。此作法會選擇可以表示x,字典序最大的字串。

若是整數進位制,以上方式會產生一般整數進位制下的數值。因此此建構方式將一般的演算法推廣到非整數的基底β

參考文獻
相關條目
*小數展開式
*幂级数
*黄金进制:底數為黄金比φ的进位制

  • 广义的进制系统

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