■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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