■マチアセビッチとフィボナッチ数生成関数(その157)

 Q(√5)の基本単数を求めると,

  x^2−5y^2=±4,複号は−4で(1,1)が最小→ε=(1+√5)/2

m  ペル方程式の最小解        ε           ノルム

5  1^2−5・1^2=−4       (1+√5)/2     −1

 複号が4の場合は(3,1)が最小

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 √5の最良近似では

  {(1+√5)/2}^n=an+bn√5

  {(1−√5)/2}^n=an−bn√5

  an+1+bn+1=(1+√5)(an+bn√5)

          =(an+5bn)+√5(an+bn)

より

  an+1=(an+5bn)

  bn+1=(an+bn)

  an+1=(an+5bn)=an+5(an-1+bn-1)

 =an+4an-1+(an-1+5bn-1)=2an+4an-1

  bn+1=(an+bn)=(an-1+5bn-1)+bn

 =(an-1+bn-1)+4bn-1+bn=2bn+4bn-1

より

  an+1=2an+4an-1,bn+1=2bn+4bn-1

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 α,βを2次方程式x^2−2x−4=0の根はα=1+√5とβ=1−√5

初期値をa1=1,a2=3,b1=1,b2=1とすると

  an={α^n-1(a2−βa1)−β^n-1(a2−αa1)}/(α−β)

={α^n-1(2+√5)−β^n-1(2-√5)}/2√5

n=1:a1=1

n=2:a2=3

  bn={α^n-1(b2−βb1)−β^n-1(b2−αb1)}/(α−β)

={α^n-1(√5)-β^n-1(−√5)}/2√5

n=1:b1=1

n=2:b2=1

となります.

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2x-3y=an,x=(an+3y)/2

y=bn={α^n-1(√5)-β^n-1(−√5)}/2√5

x={α^n-1(2+√5)/2−β^n-1(2-√5)/2}/2√5+{α^n-1(3√5/2)-β^n-1(−3√5/2)}/2√5

x={α^n-1(1+√5)−β^n-1(1-√5)}/2√5

ここで、,

α=(1+√5)/2とβ=(1−√5)/2とすると

x={α^2n-2(α)−β^2n-2(β)}/√5

y=bn={α^2n-2+β^2n-2}/2

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