■ペル方程式とチェビシェフ多項式(その75)
x^2−my^2=±4の場合を考えてみます.
【1】基本単数
m=1(mod4)のとき,基本単数を
ε=(a+b√m)/2 a=b(mod2)
と書けば
a^2−mb^2=±4
となること以外は,a^2−mb^2=±1と同様です.
Q(√5),Q(√13)の基本単数を求めると,それぞれ,
x^2−5y^2=±4,複号は−4で(1,1)が最小→ε=(1+√5)/2
x^2−13y^2=±4,複号は−4で(3,1)が最小→ε=(3+√13)/2
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【2】漸化式
x^2−dy^2=4の最小解を(x1,y1),
x^2−dy^2=−4の最小解を(r1,s1)
とおくと,漸化式
cn+2 =x1cn+1−cn (c=x,y,r,s)
cn+2 =r1cn+1+cn (c=t,u)
が成り立つ.
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【3】チェビシェフ多項式
x^2−dy^2=1の最小解を(x0,y0),xn=Tn(x0),yn=y0Un-1(x0)
(2x)^2−d(2y)^2=4の最小解を(x0,y0),xn=Tn(x0),yn=y0Un-1(x0)
x^2−dy^2=4の最小解を(x1,y1),x1=2x0,y1=2y0
xn=2Tn(x0),yn=2y0Un-1(x0)
xn=2Tn(x1/2),yn=y10Un-1(x1/2)
これより
Cn(x)=2Tn(x/2)
Sn(x)=Un(x/2)
と定義すると
xn=Cn(x1),yn=y1Sn-1(x1)
tn=C~n(t1),un=u1S~n-1(t1)
xn=C~2n(t1),yn=u1C~2n-1(t1)
rn=C~2n-1(r1),sn=s1S~2n-2(r1)
と表される.
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tn=C~n(t1),un=u1S~n-1(t1)
であるが、漸化式がfn=xfn-1-fn-2すなわち、Vn(x),vn(x)に変わったと考えることもできる
cn+2 =r1cn+1+cn (c=t,u)
はFn(x),Ln(x)に変わったと考えることもできる
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