每日一题[205] 连分数

2014年高中数学联赛福建省预赛第6题:

若分数\(\dfrac{p}{q}\)(\(p\)、\(q\)为正整数)化成小数为\(\dfrac pq=0.198\cdots\),则当\(q\)取最小值时,\(p+q=\)_______.


cover正确答案是\(121\).

注意到\[0.198=\dfrac{99}{500}=\dfrac{1}{5+\dfrac{1}{19+\dfrac{1}{1+\dfrac{1}{4}}}},\]于是取\[\dfrac{1}{5+\dfrac{1}{19+1}}=\dfrac {20}{101}\]可得满足条件的分数,于是\(p+q=121\).


注一    有关连分数的知识可以参考:

1、维基百科词条“continued fraction”;

2、人教社课本选修4-7《优选法与试验设计初步》;

3、百度词条“连分数”.

 

注二    连分数经常用来计算无理数的分数近似,如\[\begin{split}\sqrt 2&=[1;2,2,2,2,2,\cdots ],\\\pi&=[3;7,15,1,292,1,\cdots ],\\{\rm e}&=[2;1,2,1,1,4,\cdots ].\end{split}\]于是可以得到一系列的近似值,比如\[[1;2,2,2,2,2]=\dfrac{99}{70}\approx 1.41429,\]而\([3;7]=\dfrac{22}{7}\)以及\([3;7,16]=\dfrac{355}{113}\)则分别为著名的“疏率”和“密率”,而\([2;1,2,1,1,4]=\dfrac{87}{32}\)则为\({\rm e}\)的一个常用近似值.

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