■数とあそぶ(その52)
(その47)の続き.
tn+√2un=(1+√2)^n
xn+√2yn=(1+√2)^2n=(3+2√2)^n
rn+√2sn=(1+√2)^2n-1=(1+√2)(3+2√2)^n-1
で与えられます.
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xn+1+√2yn+1=(3+2√2)(xn+√2yn)
=(3xn+4yn)+√2(2xn+3yn)
より
xn+1=3xn+4yn
yn+1=2xn+3yn
cn =[xn,yn]’ A=[a,b]=[3,4]
[c,d] [2,3]
とおくと,cn+1=Acn,cn+2=Acn+1=A^2cn
ここで,ケーリー・ハミルトン方程式
A^2=(trA)A−(detA)I
より
cn+2 =A^2cn=(trA)Acn−(detA)Icn
=(trA)cn+1−(detA)cn
=(a+d)cn+1−(ad−bc)cn
=6cn+1−cn
cn+2 =6cn+1−cn
α=3+2√2,β=3−2√2
xn =1/2(α^n+β^n)
yn =1/2√2(α^n−β^n)
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rn+1+√2sn+1=(3+2√2)(rn+√2sn)
=(3rn+4sn)+√2(2rn+3sn)
より
rn+1=3rn+4sn
sn+1=2rn+3sn
cn+2 =6cn+1−cn
α=3+2√2,β=3−2√2
xn =1/2(α^n+β^n)
yn =1/2√2(α^n−β^n)
であったが,これとは初期値が異なる.
(r0,s0)=(−1,1)
(r1,s1)=(1,1)
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[まとめ]これでペル方程式と特性方程式の関係が明らかになった.続きは次回の宿題としたい.
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