■√2に収束する高次分数列(その5)

  p/q→(p^2+2q^2)/2pq

q^2で分母・分子を割ると

  ((p/q)^2+2)/2(p/q)

  p/q→(p^3+6pq^2)/(3p^2q+2q^3)

  p/q→((p/q)^3+6p/q)/(3(p/q)^2+2)

  p/q→(p^4+12p^2q^2+4q^4)/4pq(p^2+2q^2)

  p/q→((p/q)^4+12(p/q)^2+4)/(4(p/q)^3+8p/q)

となって,r=p/qに関する偶数次,奇数次項に分かれることはすぐにわかるが,P^2−2Q^2=1が成立するように係数を決めるにはどうすればよいか? 未定係数法を使ってみたい.

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  p/q→(p^2+aq^2)/bpq

において,P=p^2+aq^2,Q=bpqとおいた場合,

  P^2−2Q^2=p^4+(2a−2b^2)p^2q^2+a^2q^2=(p^2−2q^2)^2=1

(2a−2b^2)=−4

a^2=4→a=2,b=2  (OK)

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

P=(p^3+apq^2)=p(p^2+aq^2),

Q=(bp^2q+cq^3)=q(bp^2+cq^2)

  P^2−2Q^2=p^2(p^4+2ap^2q^2+a^2q^4)−2q^2(b^2p^4+2bcp^2q^2+c^2q^4)

=(p^6+2ap^4q^2+a^2p^2q^4)−(2b^2p^4q^2+4bcp^2q^4+2c^2q^6)

=p^6+(2a−2b^2)p^4q^2+(a^2−4bc)−2c^2q^6

=(p^2−2q^2)^3=1

(2a−2b^2)=−6

(a^2−4bc)=12

−2c^2=−8

c=2

(2a−2b^2)=−6→a=b^2−3

(a^2−8b)=12→b^4−6b^2+9−8b=12

b=3,a=6  (OK)

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