■数とあそぶ(その60)

[b]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

となること以外は前と同様です.

 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

13  3^2−13・1^2=−4      (3+√13)/2    −1

  複号は+4で(11,3)が最小

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 √13の最良近似では

  {(3+√13)/2}^n=an+bn√13

  {(3−√13)/2}^n=an−bn√13

  an+1+bn+1√13=(3+√13)/2(an+bn√13)

          =(3an+13bn)/2+√13(an+3bn)/2

より

  an+1=(3an+13bn)/2

  bn+1=(an+3bn)/2

  an+1=(3an+13bn)/2=3an/2+13(an-1+3bn-1)/2

 =3an/2+2an-1+3(3an-1+13bn-1)/2=3an+2an-1

  bn+1=(an+3bn)/2=(3an-1+13bn-1)/2+3bn/2

 =3(an-1+3bn-1)/2+3bn/2+2bn-1=3bn+2bn-1

より

  an+1=3an+2an-1,bn+1=3bn+2bn-1

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 α,βを2次方程式x^2−3x−2=0の根はα=3とβ=−1

初期値をa1=3,a2=11,b1=1,b2=3とすると

  an={α^n-1(a2−βa1)−β^n-1(a2−αa1)}/(α−β)

={α^n-1(14)−β^n-1(2)}/4

n=1:a1=3

n=2:a2=11

  bn={α^n-1(b2−βb1)−β^n-1(b2−αb1)}/(α−β)

={α^n-1(4)+β^n-1(0)}/4

n=1:b1=1

n=2:b2=3

となります.

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