■ペル方程式とチェビシェフ多項式(その72)

ペル方程式: Tn^2-(x^2-1)Un-1^2=1の一般解は

(Tn,Un-1)で与えられる。

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   x^2−dy^2=1の最小解を(x1,y1),

とおくと,漸化式

  xn+2 =2x1xn+1−xn 

  yn+2 =2x1yn+1−yn

が成り立つ.

 ところで,cosθ=xの多項式で表すと,チェビシェフ多項式は

  Tn(x)=2xTn-1(x)−Tn-2(x)

  Un(x)=2xUn-1(x)−Un-2(x)

となり,前述の漸化式と一致していることがわかる.

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 したがって,xn^2-Dyn^2=1の最小解(x1,y1)とするとき

  xn=Tn(x1),yn=y1Un-1(x1)

と表される.

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   x^2−Dy^2=1の最小解を(x1,y1)

   x1^2−Dy1^2=1

   Dy1^2=x1^2-1

D=(x1^2-1)/y1^2

  xn=Tn(x1),yn=y1Un-1(x1)

xn^2-Dyn^2=1

xn^2-(x1^2-1)/y1^2・yn^2=1

Tn(x1)^2-(x1^2-1)Un-1(x1)^2=1

ペル方程式: Tn^2-(x^2-1)Un-1^2=1の一般解は

(Tn(x),Un-1(x))で与えられる。

T1(x)=x,U0(x)=1

T1^2-(x^2-1)U0^2=x^2-(x^2-1)=1

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(t1,u1)を使うことになるが、

xn=Tn(x1)=T~2n(t1)

yn=y1Un-1(x1)=u1U~2n-1(t1)

とも書くことができる

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