Aproximación racional de múltiples irracionales

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Las mejores aproximaciones racionales pag / q a un irracional α se definen por la propiedad

| α pag q | < | α pag q |
para todos q q . los aproximantes pag / q se encuentran simplemente truncando la expansión de la fracción continua.

El número irracional "más" es la proporción áurea ϕ , que se define por la propiedad de que para cualquier norte , tiene las aproximaciones más buenas que satisfacen q < norte .

Además, para (i) algebraicos y (ii) casi todos los números irracionales, satisfacen el límite

| α pag q | > 1 q 2 + ϵ
para cualquier ϵ > 0 y q suficientemente largo.

Contexto

Estoy interesado en generalizaciones conocidas de estos resultados a la aproximación de múltiples irracionales.

He encontrado una generalización de parte del resultado final, que es proporcionado por el teorema del Subespacio. El teorema del subespacio tiene el siguiente corolario: para D números algebraicos racionalmente independientes ( α 1 , α 2 , α D ) ,

| α d pag d q | > 1 q 1 + 1 / D + ϵ
para cualquier ϵ > 0 , y q suficientemente largo.

Preguntas

Mis preguntas son:

  • ¿Existe una definición correspondiente de uso común de las mejores aproximaciones racionales? ( pag 1 / q , pag 2 / q pag D / q ) a la tupla irracional ( α 1 , α 2 , α D ) ? (generalizando la primera ecuación anterior)
  • Si hay una buena definición, ¿hay un método mejor que la búsqueda exhaustiva para encontrar las aproximaciones racionales? pag d / q a la tupla irracional α d ? (generalizando la expansión de fracción continua truncada)
  • Para una dada D ¿Hay una tupla "más irracional" conocida? ( α 1 , α 2 , α D ) en el sentido de que existe el número máximo de buenas aproximaciones que satisfacen q < norte para cualquier norte ? (generalizando la proporción áurea)
Aunque los "truncamientos" de fracciones continuas son las mejores aproximaciones racionales, hay algunas fracciones adicionales relacionadas con la expansión de fracciones continuas que también son las mejores aproximaciones racionales. Ha pasado un tiempo desde que miré la literatura sobre aproximaciones racionales simultáneas, pero no recuerdo ninguna analogía con el algoritmo de fracción continua (para objetivos múltiples).
@hardmath De hecho, tengo entendido que realmente no hay buenos algoritmos. Creo que hay una manera de encontrar buenas aproximaciones simultáneas usando una combinación de expansión de fracciones continuas (para obtener aproximaciones iniciales), y luego masajearlas un poco más con un algoritmo de reducción de base de celosía como LLL . Tengo un colega que escribió su tesis doctoral sobre esto. Le enviaré un ping y veré si tiene alguna idea.
@hardmath sí, tienes razón, debería haber escrito | q α < pag | < | q α < pag | para la primera ecuación y de manera similar multiplicado por q para todas las demás ecuaciones.
@XanderHenderson gracias

Respuestas (1)

Que yo sepa, no existe un análogo del algoritmo de fracción continua para hacer esto. Sin embargo, como señaló mi colega Xander Henderson, puede usar un popular algoritmo de reducción de base reticular, conocido como algoritmo LLL, para calcular aproximaciones diofánticas simultáneas. Aquí hay un enlace al artículo original sobre LLL que me ayudó a comenzar (vea la Proposición 1.39). enlace al papel

Gracias, Eddie, digeriré esto y es posible que vuelva para hacer más preguntas.