■学会にて(京大数理解析研,その31)
ほかにも忘れ去られたスペクトルがある可能性がある。
しかし、λ=(9-4/x^2)^1/2、あるいは一般にλ=(M^2-N^2/x^2)^1/2からxを求めるのは容易ではないだろう。
一番近道であると考えられる方法は
un+1=Mun+un-1, u1=L, u2=N,u3=MN+L
x^2-(M^2+2)xy+y^2={M^2(L^2-N^2)+M^3LN}(-1)^n
を考える。
{M^2(L^2-N^2)+M^3LN}が±平方数□となるのは
M=3の場合、9(L^2-N^2)+27LN
L=1とすると9-9N^2+27N=±□
9N^2-27N-9±□=0
N={27+(1053±36□)^1/2}/18
(-),□=9,N=3
L=2とすると9-9N^2+27N=±□
9N^2-54N-36±□=0
N={27+(1053±36□)^1/2}/9
(-),□=36,N=6
L=3とすると81-9N^2+81N=±□
9N^2-81N-81±□=0
N={81+(9477±36□)^1/2}/18
(-),□=81,N=9
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いっぱんに
un+1=Mun+un-1, u1=L, u2=N,u3=MN+L
L=1,N=Mなる数列のひとつとび数列が、マルコフ数の候補になる(無限に候補がある)。
x^2-(M^2+2)xy+y^2={M^2(L^2-N^2)+M^3LN}(-1)^n
={M^2(1-M^2)+M^4}(-1)^n=M^2(-1)^n
M=3のとき
x^2+y^2+3^2=11xy≠9xy
M=4のとき
x^2+y^2+4^2=16xy≠12xy
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M^2+2=3MとなるのはM=1,2、すなわち、フィボナッチ数列とペル数列に限られることがわかる。
(M-1)(M-2)=0
L>1のときはますます乖離することになるから、これにて終了とする。
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もっと一般にN=LMとおけるが
x^2-(M^2+2)xy+y^2={M^2(L^2-L^2M^2)+M^4L^2}(-1)^n
={M^2L^2}(-1)^n
x^2+y^2+/-{M^2L^2}=(M^2+2)/ML・xyz
(M^2+2)/ML=3、Mは整数、Lも整数→判別式が平方数→L=1となることが必要
(M^2+2)/M=3→M=1または2
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L=(M^2+2)/3M
M=3kのとき、L=(9k^2+2)/9k=k+2/9k
M=3k+1のとき、L=(9k^2+6k+3)/(9k+3)=k+(3k+3)/(9k+3)・・・整数となるのはk=0のときのみ
M=3k+2のとき、L=(9k^2+12k+6)/(9k+6)=k+(6k+6)/(9k+6)・・・整数となるのはk=0のときのみ
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M=1のとき、L=1
M=2のとき、L=1
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