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점근 밀도
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정수론에서 점근 밀도(Asymptotic Density 또는 Natural density 또는 arithmetic density)란, 자연수의 부분집합이 얼마나 큰지를 측정하는 척도이다.
직관적으로 완전 제곱수보다는 자연수가 "더 많다". 두 집합은 물론 일대일 대응을 통해 무한하고 가산임을 확인할 수 있으므로 실제로 더 큰 것은 아니다. 그러나 이러한 직관적 관찰을 좀 엄밀히 만들 필요가 있다.
정의
요약
관점
자연수의 부분집합 가 주어져 있을 때, 의 원소 중, 이하의 값들의 개수를 라고 하면, 이 무한대로 갈 때, 극한값
이 존재하면 점근밀도 를 갖는다고 말한다.
위쪽 및 아래쪽의 점근 밀도
위에서 쓰인 기호를 토대로 위쪽 점근 밀도(upper asymptotic density)를 다음과 같이 정의할 수 있다.
이때 lim sup은 상극한(limit superior)이다.
마찬가지로 아래쪽 점근 밀도(lower asymptotic density)를 다음과 같이 정의할 수 있다.
만약 이 두 극한이 일치한다면, 즉 이라면, 이 값을 점근 밀도 라고 부를 수 있다.
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예
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