Предлагаю опровергнуть или доказать две любопытные гипотезы.
1. Определения.
Пусть
- конечное множество, которое мы в дальнейшем будем называть алфавитом. Если
- конечная, а
- любая последовательность элементов алфавита
, символом
обозначается результат их конкатенации ("составления"). Для любой конечной последовательности
символом
обозначается результат ее n-кратной конкатенации (
, n раз).
Последовательность
в алфавите
назовем "не более, чем n-повторной", если для любой конечной последовательности
, любой непустой конечной последовательности
и любой последовательности
выполнено
. Множество всех не более, чем n-повторных последовательностей в алфавите
обозначим
. Известно, что, если
содержит по крайней мере три символа, то множество
("бесквадратных" последовательностей) несчетно.
Действительное число будем называть "не более, чем n-повторным в k-ичной системе счисления", если его запись в k-ичной системе счисления с проигнорированной запятой есть не более, чем n-повторная последовательность в алфавите
. Рациональные числа, имеющие конечную k-ичную запись разумно к этому множеству не относить (считая, что они оканчиваются бесконечной последовательностью нулей). Множество не более, чем n-повторных в k-ичной системе счисления действительных чисел обозначим
, а объединение всех таких множеств при фиксированном
обозначим
. Элементы последнего множества будем называть "антипериодическими числами в k-ичной системе счисления". Элементы дополнения этого множества будем называть "бесконечно-повторными числами в k-ичной системе счисления". Очевидно, рациональные числа бесконечно-повторны в любой системе счисления.
Неформально, антипериодическое в k-ичной системе число х - это число, в k-ичной записи которого нет (n+1)-кратных повторов никакого фрагмента для некоторого фиксированного (зависящего только от x) натурального n.
2. Гипотезы.
А. Множества
не зависят от
, т.е. для всех целых больших единицы
и
множества
и
совпадают. Соответственно, можно говорить просто об "антипериодических" и "бесконечно-повторных" числах.
Б. Все бесконечно повторные числа трансцендентны или рациональны. Соотвественно, все иррациональные алгебраические числа антипериодические.
3. Информация к размышлению. Все Лиувиллевы числа бесконечно-повторны.
4. Явный пример антипериодического числа.