■ペル方程式とディオファントス近似(その4)
【2】2倍性
その際,周期の最後の数は最初の数q0の2倍に等しい,すなわち,
√m=[q0;q1,q2,・・・,qn-1,2q0,・・・]
という周期nの連分数展開が得られます.
√2=[1;2,・・・]
√3=[1;1,2,・・・]
√5=[2;4,・・・]
√6=[2;2,4,・・・]
√7=[2;1,1,1,4,・・・]
すなわち,どの循環節もqn=2q0=[2√m]で終わっています.
たとえば,√199の展開
√199=[14;9,2,1,2,2,5,4,1,1,13,1,1,4,5,2,2,1,2,9,28,・・・]
をみると,14で始まり28で終わるというのもこの理由によります.
このように,標準無限連分数のうち,部分分母列のあるところから先が巡回的になる循環連分数は2次の無理数(整数係数の2次方程式の解として表される数)に収束します.この性質により,整数項の標準連分数はいわゆるペル方程式:x^2−my^2=d(多くは±1,±4)の解法など整数論の分野で活用されます.
===================================