■142857(その52)

  an+1=2an

という生成則に従う数列は,ベンフォードの法則に従いますが,

  an+1=2an+1

  an+1=an^2

という生成則に従う数列もベンフォードの法則に従います.

 ところが,

  an+1=an^2+1

という生成則に従う数列では,初期値によってベンフォードの法則に従わない数列があるそうです.

 たとえば,

  a0=9.94962308959395941218332124109326・・・

では生成則を何回繰り返しても最初の数は9になるということです.驚きの結果です.このような初期値は無限個存在するのですが,数直線ではあまりにもまだらで,そのcardinalityは0だそうです.

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【1】an+1=an^2

  9≦a0<10

  90≦a0^2<100

  9000≦a0^4<10000

  90000000≦a0^8<100000000

とします.

  9.487=√90≦a0<10

  9.740=√√9000≦a0<10

  9.869=√√√9000000≦a0<10

 最初の数が9になるためには,左辺はいくらでも10に近づかなければなりません.

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【2】an+1=an^2+1

  9≦a0<10

  90≦a0^2+1<100

  9000≦(a0^2+1)^2+1<10000

  90000000≦{(a0^2+1)^2+1}^2+1<10000000

とします.

  9.434=√89≦a0<√99=9.950

  √8999≦a0^2+1<√9999

  9.688=√{√8999−1)≦a0<√(√9999−1)=9.950

  √89999999−1≦(a0^2+1)^2<√99999999−1

  √(√89999999−1)≦(a0^2+1)<√(√99999999−1)

  9.818=√(√(√89999999−1)−1)≦a0<√(√(√99999999−1)−1)=9.950

 最初の数が9になるためには,左辺は9.95に近づかなければなりません.

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