连分数

连分数是一种用特殊形式表示的分数。例如,考虑分数\(a\)=31/219。用辗转相除法可得如下分式: \[\frac{219}{31}=7+\frac{2}{31},\frac{31}{2}=15+\frac{1}{2}.\] 把这两个分式合并可以得到一个连分数形式 \[a=\frac{31}{219}=\frac{1}{7+\frac{2}{31}}=\frac{1}{7+\frac{1}{15+\frac{1}{2}}}.\] 为了节省篇幅,我们把上述连分数缩写成 \[a=\frac{31}{219}=\frac{1}{7}_+\frac{1}{15}_+\frac{1}{2}.\] 这里我们把加号写在下面而不是中间,表示加号后面的分数是加在分母上的。

连分数的好处是:对于一个复杂的分数\(a\),可以通过其连分数的各个截断值,快速地求出用较简单分数表示的\(a\)的满意的近似值。 例如,\(a\)=31/219≈0.141 55的逐个近似值为 \[a_1=\frac{1}{7}\thickapprox0.14286;a_2=\frac{1}{7}_+\frac{1}{15}=\frac{15}{106}\thickapprox0.14151.\] 发现有关系式\[a_2 < a < a_1。\]

无理数也有连分数表示法,只不过像小数表示一样,是一个无穷连分数。连分数的研究内容丰富,并有广泛的实际应用。