■素数定理とエラトステネスのふるい(その27)
(その26)において,
Z(√2)={±(1+√2)^n}
Z(√3)={±(2+√3)^n}
が精密に成り立つ.
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Q(√2)ではε=1+√2が基本単数ですが,その他の解は
(1+√2)^n=an+bn√2
とおいて
n=1:1^2−2・1^2=−1
n=2:3^2−2・2^2=+1
n=3:7^2−2・5^2=−1
n=4:17^2−2・12^2=+1
n=5:41^2−2・29^2=−1
n=6:99^2−2・70^2=+1
n=7:239^2−2・169^2=−1
n=8:577^2−2・408^2=+1
n=9:1393^2−2・985^2=−1
n=10:3363^2−2・2378^2=+1
一般に,
an^2−2bn^2=(−1)^n
となります.
Q(√3)ではε=2+√3が基本単数で,
n=1:2^2−3・1^2=+1
n=2:7^2−3・4^2=+1
n=3:26^2−3・15^2=+1
n=4:97^2−3・56^2=+1
n=5:362^2−3・209^2=+1
n=6:1351^2−3・780^2=+1
n=7:5042^2−3・2911^2=+1
n=8:18817^2−3・10864^2=+1
n=9:70226^2−3・40545^2=+1
n=10:262087^2−3・151316^2=+1
一般に,an^2−2bn^2=1でan^2−2bn^2=−1となる解は存在しません.
この2つの例からわかるように,基本単数εのノルムが−1のときには
x^2−my^2=+1
と
x^2−my^2=−1
はどちらも無数の解をもちますが,εのノルムが+1のときには解はすべて前者の解であって,後者は解をもちません.
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