Che cos'è la costante di Champernowne?

C₁₀ = 0.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12…
0.12345678910111213141516… Trascendente (Mahler, 1937). Normale in base 10 (Champernowne, 1933).

Scrivi tutti gli interi positivi in ordine dopo la virgola decimale: 0.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15… Questa è la costante di Champernowne. La sua espansione decimale contiene da qualche parte ogni sequenza finita di cifre, e ogni blocco di k cifre compare con frequenza esattamente pari a 1/10ᵏ.

Building the Champernowne constant digit by digit
88.517710%661771771487777776767670123456789

First 1000 digits — digit 1 appears most due to numbers 1-9, 10-19... Distribution normalises as n grows.

D. G. Champernowne costruì questo numero nel 1933, quando era studente universitario a Cambridge, per fornire il primo esempio esplicito di numero normale in base 10. Un numero normale è un numero in cui ogni blocco di k cifre compare con frequenza 1/10ᵏ. Champernowne dimostrò che la sua costante è normale, un'impresa che resta impossibile per costanti naturali come π o e.

Champernowne constant: digit frequencies (first 100 digits)
71410%81411101010101010100123456789

In the first 100 digits, digit 1 appears 14 times. The imbalance disappears as more digits are included.

Kurt Mahler dimostrò nel 1937 che C₁₀ è trascendente. Il numero 0.1234567891011… è una delle rare costanti che possiamo calcolare banalmente con qualunque precisione e la cui espansione decimale codifica tuttavia ogni possibile testo finito, ogni numero, ogni informazione mai scritta, da qualche parte nelle sue cifre.

Two-digit sequence frequencies ≈ 1% each (normality emerging)
0.521.041%1.030.970.991.010.981.020.9910.971.0400112233445566778899

Selected 2-digit diagonal pairs in the first 10,000 digits of Champernowne's constant. Each pair appears close to 1% of the time. Full normality emerges at much larger scales.

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