■ビーティ―数列(その6)
{an}={1,3,4,6,8,9,11,・・・}
{bn}={2,5,7,10,13,15,18,・・・}
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【3】レイリーの定理(ヴィノグラードフの定理)
「α,βを1/α+1/β=1を満たす無理数,[]をガウス記号とするとき,2つの数列{an}={[nα]},{bn}={[nβ]}は共通項がなく,併せるとすべての整数1,2,3,・・・を与える.」
α≦βとすると,仮定からαは区間(1,2)にあることがわかりますが,たとえば,
α=(1+√5)/2,β=(3+√5)/2=α+1=α^2
のとき,
ak=[nα]=1,3,4,6,8,9,11,12,14,16,17,・・・
bk=[nβ]=2,5,7,10,13,15,18,・・・
このとき,2つの整数列A={[nα]},B={[nβ]}において,
[1]排他性: A∩B={}
[2]相補性: A∪B={1,2,3,・・・}
すなわち、2つの数列には共通項がなく,併せるとすべての整数1,2,3,・・・を与えるというわけです.
α=√2,β=2+√2のときは,
ak=[nα]=1,2,4,5,7,8,9,11,12,14,・・・
bk=[nβ]=3,6,10,13,・・・
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ラマヌジャンの素晴らしい発見を紹介したい。
それが黄金比をgとして一般化した連分数、
exp(-2π/5)/(5^1/4g^1/2-g)=1+exp(-2π)/1+・・+exp(-4π)/1+・・+exp(-6π)/1+・・
exp(-2π/5)/(5^1/4g^-1/2-g^-1)=1+exp(-π)/1+・・+exp(-2π)/1+・・+exp(-3π)/1+・・ 1
5^1/4g^1/2={(5+√5)/2}^1/2
もうひとつ、フィボナッチ数・黄金比を含む無限級数・無限連分数を紹介したい。
無限級数=1/2^[g]+1/2^[2g]+1/2^[3g]+・・・
=無限連分数=1+1/2^0+・・+1/2^1+・・+1/2^1+・・+1/2^2+・・1/2^3+・・+1/2^5+・・+1/2^8+・・+1/2^13+・・1/2^21+・・
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