■ペル方程式とディオファントス近似(その16)
Q(√5)の基本単数を求めると,
x^2−5y^2=±4,複号は−4で(1,1)が最小→ε=(1+√5)/2
m ペル方程式の最小解 ε ノルム
5 1^2−5・1^2=−4 (1+√5)/2 −1
複号が4の場合は(3,1)が最小
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√5の最良近似では
{(1+√5)/2}^n=an+bn√5
{(1−√5)/2}^n=an−bn√5
an+1+bn+1√5=(1+√5)/2(an+bn√5)
=(an+5bn)/2+√5(an+bn)/2
より
an+1=(an+5bn)/2
bn+1=(an+bn)/2
an+1=(an+5bn)/2=an/2+5(an-1+bn-1)/2
=an/2+2an-1+(an-1+5bn-1)/2=an+2an-1
bn+1=(an+bn)/2=(an-1+5bn-1)/2+bn/2
=(an-1+bn-1)/2+bn/2+2bn-1=bn+2bn-1
より
an+1=an+2an-1,bn+1=bn+2bn-1
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α,βを2次方程式x^2−x−2=0の根はα=2とβ=−1
初期値をa1=1,a2=3,b1=1,b2=1とすると
an={α^n-1(a2−βa1)−β^n-1(a2−αa1)}/(α−β)
={α^n-1(4)−β^n-1(1)}/3
n=1:a1=1
n=2:a2=3
bn={α^n-1(b2−βb1)−β^n-1(b2−αb1)}/(α−β)
={α^n-1(2)+β^n-1(1)}/3
n=1:b1=1
n=2:b2=1
となります.
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