函数 给出实数 的小数(非整数)部分。符号 有时被用来代替 (Graham 等,1994,第 70 页;Havil 2003,第 109 页),但由于可能与包含元素 的集合混淆,因此本作品中未使用此符号。
遗憾的是,对于 的 的含义没有普遍的共识,并且有两个常见的定义。设 为向下取整函数,则 Wolfram 语言命令FractionalPart[x] 定义为
(1)
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(左图)。这个定义的好处是 ,其中 是 的整数部分。虽然 Spanier 和 Oldham (1987) 使用与 Wolfram 语言相同的定义,但他们只是非常简短地提到了这个公式,然后表示不会进一步使用。Graham 等 (1994,第 70 页),以及也许大多数其他数学家,使用不同的定义
(2)
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(右图)。
小数部分函数也可以扩展到复平面,定义为
(3)
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如上图所示。
由于关于小数部分/值和整数部分/值的用法可能会令人困惑,下表总结了使用的名称和符号。这里,S&O 指的是 Spanier 和 Oldham (1987)。
符号 | 名称 | S&O | Graham 等人 | Wolfram 语言 |
天花板函数 | -- | 天花板, 最小整数 | Ceiling[x] | |
同余 | -- | -- | Mod[m, n] | |
地板函数 | 地板, 最大整数, 整数部分 | Floor[x] | ||
小数值 | 小数部分或 | SawtoothWave[x] | ||
小数部分 | 无名称 | FractionalPart[x] | ||
整数部分 | 无名称 | IntegerPart[x] | ||
最近整数函数 | -- | -- | Round[x] | |
商 | -- | -- | Quotient[m, n] |
与后一个定义相对应的(可能缩放的)周期性波形被称为锯齿波。
上面所示的 的小数部分具有有趣的解析积分
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积分
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因此是由下式给出的伸缩和
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其中 是欧拉-马歇罗尼常数, 是调和数。
另一个可以用闭合形式完成并给出相同结果的相关积分是
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(Havil 2003, pp. 109-111)。
上面的图显示了 在 范围内的小数部分,显示了特征间隙(Trott 2004,p. 223)。
Weyl 准则的一个结果是,对于无理数 ,序列 在区间 内是稠密的且等分布的,其中 , 2, ... (Finch 2003)。