■x^1/2に収束する分数列(その31)
√2の最良近似分数列p/q
1/1,3/2,7/5,17/12,41/29,99/70,239/169,577/408,・・・
において,
p^2−2q^2=±1 (ペル方程式)
の±1は交互に繰り返し現れます.
1^2+1^2=1^2+1
2^2+2^2=3^2−1
5^2+5^2=7^2+1
12^2+12^2=17^2−1
・・・・・・・・・・・・・
(p,q)=(3,2),(17,12),(99,70),(577,408),(3363,2378),・・・
<P /> →(n,m)=(1,1),(8,6),(49,35),(288,204),(1681,1189),・・・nは完全平方と完全平方の2倍を交互に繰り返します.
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Q(√2)ではε=1+√2が基本単数ですが,その他の解は
(1+√2)^n=an+bn√2
により与えられます.
(1+√2)(1−√2)=−1
(1+√2)^2(1−√2)^2=1
(1+√2)^3(1−√2)^3=−1
(1+√2)^4(1−√2)^4=1
より,x^2−2y^2=±1の解を(tn,un),
x^2−2y^2=1の解を(xn,yn),
x^2−2y^2=−1の解を(rn,sn)
とおくと
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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y^2−8x^2=y^2−2(2x)^2=1=p^2−2q^2
α=3+2√2,β=3−2√2
xn =1/2(α^n+β^n)
yn =1/2√2(α^n−β^n)
p=1/2(α^n+β^n)
と
1/32{(17+12√2)^n+(17−12√2)^n−2}
>に食い違いがあるように見えるが,x^2−2y^2=1において,
(3+2√2)^n
n=1:(3,2)
n=2:(17,12)
n=3:(99,70)
n=4:(577,408)
n=5:(3363,2378)
となっているというわけである.
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