Czym jest stała Champernowne'a?

C₁₀ = 0.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12…
0.12345678910111213141516… Transcendentalna (Mahler, 1937). Normalna w bazie 10 (Champernowne, 1933).

Wypisz po przecinku wszystkie dodatnie liczby całkowite po kolei: 0.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15… To właśnie stała Champernowne'a. Jej rozwinięcie dziesiętne zawiera gdzieś każdy skończony ciąg cyfr, a każdy blok długości k pojawia się z dokładną częstością 1/10ᵏ.

Budowanie stałej Champernowne'a cyfra po cyfrze
88.517710%661771771487777776767670123456789

W pierwszych 1000 cyfrach cyfra 1 pojawia się najczęściej z powodu liczb 1-9, 10-19 itd. Rozkład wyrównuje się, gdy n rośnie.

D. G. Champernowne skonstruował tę liczbę w 1933 roku, jeszcze jako student w Cambridge, aby podać pierwszy jawny przykład liczby normalnej w bazie 10. Liczba normalna to taka, w której każdy blok k cyfr występuje z częstością 1/10ᵏ. Champernowne udowodnił, że jego stała jest normalna — czego wciąż nie potrafimy zrobić dla „naturalnych” stałych takich jak π czy e.

Stała Champernowne'a: częstości cyfr (pierwsze 100 cyfr)
71410%81411101010101010100123456789

W pierwszych 100 cyfrach cyfra 1 pojawia się 14 razy. Nierównowaga znika, gdy uwzględnimy więcej cyfr.

Kurt Mahler udowodnił w 1937 roku, że C₁₀ jest liczbą transcendentalną. Liczba 0.1234567891011… należy do rzadkich stałych, które można bez trudu obliczać z dowolną dokładnością, a jednocześnie w jej rozwinięciu dziesiętnym zakodowany jest gdzieś każdy możliwy skończony tekst, każda liczba i każda informacja, jaką kiedykolwiek zapisano.

Częstości dwucyfrowych sekwencji ≈ 1% każda (wyłaniająca się normalność)
0.521.041%1.030.970.991.010.981.020.9910.971.0400112233445566778899

Wybrane diagonalne pary dwucyfrowe w pierwszych 10 000 cyfrach stałej Champernowne'a. Każda z nich pojawia się blisko 1% czasu. Pełna normalność ujawnia się dopiero na dużo większych skalach.

Tematy powiązane
Liczby niewymierne Liczby transcendentalne Liouville
Stosowana w
Matematyka
Fizyka
Inżynieria
🧬Biologia
💻Informatyka
📊Statystyka
📈Finanse
🎨Sztuka
🏛Architektura
Muzyka
🔐Kryptografia
🌌Astronomia
Chemia
🦉Filozofia
🗺Geografia
🌿Ekologia
Want to test your knowledge?
Question
Co oznacza normalność liczby w systemie dziesiętnym?
tap · space
1 / 10