■142857(その52)
an+1=2an
という生成則に従う数列は,ベンフォードの法則に従いますが,
an+1=2an+1
an+1=an^2
という生成則に従う数列もベンフォードの法則に従います.
ところが,
an+1=an^2+1
という生成則に従う数列では,初期値によってベンフォードの法則に従わない数列があるそうです.
たとえば,
a0=9.94962308959395941218332124109326・・・
では生成則を何回繰り返しても最初の数は9になるということです.驚きの結果です.このような初期値は無限個存在するのですが,数直線ではあまりにもまだらで,そのcardinalityは0だそうです.
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【1】an+1=an^2
9≦a0<10
90≦a0^2<100
9000≦a0^4<10000
90000000≦a0^8<100000000
とします.
9.487=√90≦a0<10
9.740=√√9000≦a0<10
9.869=√√√9000000≦a0<10
最初の数が9になるためには,左辺はいくらでも10に近づかなければなりません.
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【2】an+1=an^2+1
9≦a0<10
90≦a0^2+1<100
9000≦(a0^2+1)^2+1<10000
90000000≦{(a0^2+1)^2+1}^2+1<10000000
とします.
9.434=√89≦a0<√99=9.950
√8999≦a0^2+1<√9999
9.688=√{√8999−1)≦a0<√(√9999−1)=9.950
√89999999−1≦(a0^2+1)^2<√99999999−1
√(√89999999−1)≦(a0^2+1)<√(√99999999−1)
9.818=√(√(√89999999−1)−1)≦a0<√(√(√99999999−1)−1)=9.950
最初の数が9になるためには,左辺は9.95に近づかなければなりません.
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