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Indice Calkin-Wilf

La frazione 3/2 è la 5ª della successione di Calkin-Wilf, due livelli sotto la radice 1/1. Inserisca una frazione ridotta con numeratore e denominatore da 1 a un milione e ottenga la sua posizione esatta e la profondità. Gratis nel suo browser.

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Se inserisce
A
3
B
2
Ottiene
Frazione
3/2
Indice
5
Profondità
2
Gcd
1

L'albero di Calkin-Wilf elenca ogni numero razionale positivo esattamente una volta come frazione ridotta a su b. Chi studia matematica discreta, combinatoria enumerativa e frazioni continue spesso ha bisogno dell'indice di una data frazione in quella successione: l'etichetta in ampiezza del nodo dell'albero che porta a/b. Questa capacità accetta due interi positivi a e b, verifica che la frazione sia già ai minimi termini e restituisce l'indice Calkin-Wilf a base uno insieme alla profondità del cammino dalla radice uno-su-uno.

Cosa assegna la successione di Calkin-Wilf a ogni frazione ridotta

L'albero di Calkin-Wilf è un albero binario radicato la cui radice è etichettata uno su uno. Il figlio sinistro di un nodo etichettato a su b è a su a più b, e il figlio destro è a più b su b. Ogni razionale positivo compare in esattamente un nodo quando scritto ai minimi termini, ed è per questo che l'enumerazione è un elenco perfetto di Q-plus e non un percorso multivalore tra equivalenti come due quarti.

Leggere l'albero nell'ordine naturale di heap — indice della radice uno, figlio sinistro di n in due n, figlio destro in due n più uno — produce la successione di Calkin-Wilf: uno su uno, uno su due, due su uno, uno su tre, tre su due, due su tre, tre su uno, e così via.

Dato un paio ridotto a e b, questo strumento ricostruisce il cammino unico da a su b fino alla radice applicando ripetutamente la regola del genitore: se a è minore di b il nodo era figlio sinistro e il genitore è a su b meno a; se a è maggiore di b era figlio destro e il genitore è a meno b su b. Codificare quel cammino come indice binario recupera la posizione nella successione senza generare l'intero albero.

La profondità è il numero di archi dalla radice, utile quando interessa l'altezza più che l'etichetta binaria densa.

Dove torna utile l'indice Calkin-Wilf

I corsi di matematica discreta e le piattaforme di preparazione ai concorsi usano un calcolatore di indice Calkin-Wilf affinché chi impara possa controllare la posizione di razionali ridotti arbitrari senza disegnare grandi alberi a mano. I taccuini di ricerca che studiano rappresentazioni iperbinarie, mappe legate al punto interrogativo di Minkowski o biiezioni tra N e Q-plus necessitano di un oracolo deterministico che rifiuti l'input non ridotto anziché semplificare in silenzio e discostarsi dalla definizione del testo.

Poiché l'implementazione è parse di livello A pura, ogni chiamata riuscita evita token di modello e rete in uscita.

Controlli in classe e compiti

Consenta agli studenti di inviare a e b ridotti e di verificare l'indice Calkin-Wilf a base uno e la profondità del cammino rispetto ai disegni del libro di testo.

Esami e valutazione automatica LMS

Valuti le voci sull'indice Calkin-Wilf con un oracolo deterministico che rifiuta le frazioni non ridotte invece di semplificarle in silenzio.

Taccuini di ricerca e demo di biiezione

Mappi i razionali positivi sui naturali tramite l'etichettatura Calkin-Wilf negli script senza incorporare una libreria completa di algebra computazionale.

Come ottengo l'indice Calkin-Wilf di una frazione a/b?

Invii interi positivi a e b con gcd(a,b)=1.

Cosa succede se la frazione non è ai minimi termini?

Le etichette Calkin-Wilf sono uniche per i positivi ridotti; l'input non ridotto viene rifiutato e non addebitato. Riduca prima, poi riprovi.

L'indice è a base zero o a base uno?

A base uno: 1/1 ha indice 1, 1/2 ha indice 2, 2/1 ha indice 3, secondo la numerazione abituale a heap dell'albero.

In che modo differisce dall'albero di Stern-Brocot?

Entrambi gli alberi enumerano i positivi, ma le regole dei figli e l'ordine differiscono.

Che cosa indica la profondità di una frazione?

Conta i passi dalla radice 1/1 fino alla frazione. La frazione 3/2 ha profondità 2, perché è il figlio destro di 1/2, che a sua volta è il figlio sinistro della radice.

Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/numth/calkin-wilf-index

Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/numth/calkin-wilf-index \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"a":3,"b":2}'
{
  "a": 3,
  "b": 2
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "numth.calkin_wilf_index",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.

per richiesta$0.002

Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.

HTTPCodiceSignificato
401unauthorizedChiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization.
402insufficient_balanceCredito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività.
404unknown_typeTipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta.
429rate_limitedTroppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo.

Gli input non ridotti falliscono con invalid_input affinché la biiezione tra posizioni e positivi ridotti resti esatta.

Cosa assegna la successione di Calkin-Wilf a ogni frazione ridotta

Poiché la mappa è biiettiva sui positivi ridotti, chiedere l'indice di una frazione non ridotta romperebbe l'unicità; l'API rifiuta quindi un gcd maggiore di uno invece di ridurre in silenzio e restituire la posizione di un'altra etichetta.

Contratto di input, forma della risposta e comportamento di errore

Dopo il parsing, il gestore calcola il gcd di a e b; se quel gcd non è esattamente uno, l'attività fallisce con un messaggio che afferma che la frazione non è ai minimi termini e suggerisce la forma ridotta a diviso g su b diviso g. Quel fallimento non viene addebitato. Esempio: a uguale a tre e b uguale a due produce la frazione tre su due, indice cinque e profondità due, perché tre su due è il figlio destro di uno su due, che è il figlio sinistro della radice. Invii con POST un corpo JSON con due interi positivi obbligatori: a, il numeratore, e b, il denominatore. Sono accettati gli alias numerator, num e p per a; denominator, den e q per b. Ogni campo può arrivare come numero JSON o come stringa decimale intera; zeri iniziali, frazioni, notazione scientifica, zero e negativi falliscono con invalid_input indicando il campo. I valori devono stare tra uno e un milione inclusi così il costo del percorso resta limitato sul Worker. In caso di successo il corpo ripete a e b, una stringa di frazione come tre barra due, l'indice come numero JSON quando entra nell'intervallo degli interi sicuri o come stringa decimale altrimenti, la profondità del cammino dalla radice, gcd uguale a uno e una breve formula che ribadisce le regole di figlio sinistro e destro. Abbini la risposta al proprio disegno dell'albero se serve uno schema; questo endpoint restituisce solo indice e profondità e non emette elenchi di genitori intermedi oltre a quanto Lei può ricalcolare con le stesse regole.

Dove un'API di indice Calkin-Wilf rende conto di sé

I generatori di curricula e i correttori automatici LMS possono valutare voci che chiedono l'indice di tre mezzi o cinque ottavi con una sola chiamata API al prezzo base pubblicato $0.002, con i casi di gcd non valido non addebitati.

Quanto costa il calcolatore di indice di frazione Calkin-Wilf?

Lo strumento nel browser è gratuito. Le richieste API usano il saldo prepagato KIT a $0.002 per chiamata riuscita; l'input non valido non viene addebitato.

Leggi la documentazione completa del KIT →