■ドローネー集合(その33)

 平方根を無限連分数に表す手順はわかりやすく,たとえば,1<√2<2であるから

  √2=1+(√2−1)

    =1+1/(√2+1)    2<√2+1<3

    =1+1/{2+(√2−1)}

    =1+1/{2+1/(√2+1)}

    =1+1/{2+1/(2+(√2−1)}

    =1+1/{2+1/(2+1/(√2+1)}

    =1+1/{2+1/{2+1/{2+1/{2+・・・

の手順を何度も繰り返すことにより,

  √2=[1:2,2,2,2,・・・]

ができあがります.

また,黄金比φ=(1+√5)/2は,

  φ=[1:1,1,1,,1,・・・]

で表されます.黄金比φ=(1+√5)/2が,無限連分数

  φ=[1:1,1,1,,1,・・・]

や無限の入れ子の根号

  φ=√(1+√(1+√(1+√(1+・・・

で3通りにも表されるという事実は魔法のようにさえ思えます.

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  (3-√5)/2=0+1/(3+√5)/2

    =0+1/{2+(√5−1)/2}

    =0+1/{2+1/(√5+1)/2}

    =0+1/{2+1/(1+(√5−1)/2}

    =0+1/{2+1/(1+1/(√5+1)/2}

    =0+1/{2+1/{1+1/{1+1/{1+・・・

の手順を何度も繰り返すことにより,

  (3-√5)/2=[0:2,1,1,1,・・・]

ができあがります.

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w=[0:a1,a2,a3,・・・]とする。このとき、1-wに対する連分数は

1-w=[0:1,a1-1,a2,a3,・・・]=[0:b1,b2,b3,b4,・・・]

b1=1,b2=a1-1,b3=a2,b4=a3

もし、a1-1=0ならば1-(1-w)に対する連分数はwに対する連分数に等しいから

1-(1-w)=[0:1,b1-1,b2,b3,b4,・・・]=[0:a1,a2,a3,・・・]

a1=1,a2=b1-1,a3=b2,a4=b3

a1=1,a2=0,a3=a1-1,a4=a2

[・・・,am,0,am+2,am+3,・・・]=[・・・,am+am+2,am+3,am+4,am+5,・・・]

w=(√5-1)/2=[0:1,1,1,・・・]

1-w=(3-√5)/2=[0:1,0,1,1,・・・]=[0:2,1,1,1,・・・]

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w=(√2-1)=[0:2,2,2,・・・]

1-w=(2-√2)=[0:1,1,2,2,・・・]

w=(√13-3)/2=[0:3,3,3,・・・]

1-w=(5-√13)/2=[0:1,2,3,3,・・・]

w=(√5-2)=[0:4,4,4,・・・]

1-w=(3-√5)=[0:1,3,4,4,・・・]

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w=(√3-1)=[0:1,2,1,2,・・・]

1-w=(2-√3)=[0:1,0,2,1,2,・・・]=[0:3,1,2,・・・]

w=(√6-2)=[0:2,4,2,4,・・・]

1-w=(3-√6)=[0:1,1,4,2,4,・・・]

w=(√7-2)=[0:1,1,1,4,1,1,1,4,・・・]

1-w=(3-√7)=[0:1,0,1,1,4,・・・]=[0:2,1,4,・・・]

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