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Mar 16, 2018

Fractional Part

Fractionは分数という意味なので,fractional partは分数部分ということになるはずですが,これはdecimal partとまったく同じ意味に使われていて,分数部分と訳されることは少なく,小数部分または端数部分と訳されています.もともとfractionは端数や破片という意味もあるので,端数部分というならまだ頷けますが,小数部分と訳されることが多く,少し違和感があります.でもこれはひとつの意訳と理解すればいいかも知れません.英語のサイトで検索すると,"decimal part"よりも"fractional part"のほうがより多く現れます.ただし後者は別の意味(図形の一部など)でも登場します.

正の数xのinteger part / whole part(整数部分)はガウス記号を使って[x](xを超えない最大の整数),fractional partはx[x]と定義されています.xのfractional partは{x}と表すこともありますから,その表記を使うとx=[x]+{x},すなわちx=(integer part)+(fractional part)になります.

例えば,2.236のinteger partは2,fractional partは0.236となり,5のinteger partは2,fractional partは52になります.記号で表すと,[2.236]=2{2.236}=0.236[5]=2{5}=52となります.

さて,xが負の数の場合,integer partとfractional partの定義は3つもあります.いずれもx=(integer part)+(fractional part)になります.

Definition A. 正の数と同じ定義で,日本ではほとんどこの定義が採用されています.ガウス記号[x]と同じ意味のfloor function(床関数)xを使うと,integer partがx,fractional partがxxと表されます.

例えば,x=1.8のinteger partは1.8=2,fractional partは1.81.8=1.8(2)=0.2になります.
Fractional Part Function by Def. A 


Definition B. Integer partを|x|,fractional partを|x||x|,すなわち絶対値で正の数にしてから定義Aと同様にします.正の数はその絶対値が等しいので,正の数もまとめてこの式で表すことができます.

例えば,x=1.8のinteger partは|1.8|=1,fractional partは|1.8||1.8|=1.81=0.8になります.
Fractional Part Function by Def. B

Definition C. 負の数のinteger partをceiling function(天井関数)x(x以上の最小の整数)で定義し,fractional partはxxと定義します.正の数もまとめて1つの式にすれば,sgn(x)(|x||x|)(ただしsgn(x)xの符号)となります.

例えば,x=1.8のinteger partは1.8=1,fractional partは1.81.8=1.8(1)=0.8になります.

Fractional Part Function by Def. C

以上まとめると,fractional partの3種類の定義は次のようになります(  [  ]と表しても同じです).
Definition A xx
Definition B |x||x|
Definition C sgn(x)(|x||x|)

複数の定義があることについて,数式処理システムMathematicaを使用しているWolframMathWorldのFractional Partについてのページでは,"there is no universal agreement"と書かれていて,私がよく利用するWolframAlphaGeogeblaでは定義Cを採用しています.

[Fractional Part 問題]
Let x be a positive number such that
x2+{x}2=27        ({x} : the fractional part of x)
Find x.
(by BRILLIANT.org)

解答はこちら

[Reference]
Fractional Part
http://mathworld.wolfram.com/FractionalPart.html
Fractional Part Function
https://wiki.geogebra.org/en/FractionalPart_Function
Fractional part
https://en.wikipedia.org/wiki/Fractional_part
Fractional Part Function
https://brilliant.org/wiki/factional-part-function/