■ペル方程式とディオファントス近似(その52)
[Q]61a^2+1が平方数b^2となるような,整数a,bを求めよ.
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バースカラは(m+8)/3が整数となるものの中で、m^2-61ができる限り小さくなるものを見つけ出した→m=7
→(5,39)が方程式61x^2-4=y^2の解であることを見つけ出す。
D=61,(x,y)=(1866319049,226153980)が最小解となる
たとえば,x=7,y=1のとき
49−61=12
[1]ブラーマグプタの恒等式
(x1^2−Ny1^2)(x2^2−Ny2^2)=(x1x2+Ny1y2)^2−N(x1y2+x2y1)^2
に
N=61,x1=x2=7,y1=y2=1
を代入すると
12^2=(49+61)^2ー61・(14)^2
12^2=(110)^2ー61・(14)^2
1=(110/12)^2ー61・(14/12)^2
1=(55/6)^2ー61・(7/6)^2
N=61,x1=x2=55/6,y1=y2=7/6
(55/6^2-61・7/6^2)^2=((55/6)^2+61(7/6)^2)^2-61(385/36・2)^2
1=(6014/36)^2-61(770/36)^2
1=(3007/18)^2-61(385/18)^2
{(3007/18)^2-61・(385/18^2)}^2=(18083774/324)^2-61(3007・385・2/18^2)^2
1=(18083774/324)^2-61(2315390/324)^2
単純にこの繰り返しはつらい・・・
x1=x2=39、y1=y2=5から始めてみたい
39^2-61・5^2=1521-1525=-4
16=(39^2+61・5^2)^2-61(39・5・2)^2=(3046)^2-61(390)^2
1=(3046/4)^2-61(390/4)^2
x=1523/2,y=195/2
{(1523/2)^2-61(195/2)^2}^2=(251952/4+61・38025/4)-61(1523・195・2/4)^2
1=(2571477/4)^2-61(593970/4)^2
x=2571477/4,y=593970/4
これ以上計算できない
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一般に
x^2−Dy^2=1
なる問題はペル方程式の問題であるが,D=61の場合は極端の難しくなる.
D=61,(x,y)=(186319049,226153980)
Dが99までの範囲で,yが5桁以上となるのは,ほかに
D=73,(x,y)=(2281249,267000)
D=85,(x,y)=(285769,30996)
D=89,(x,y)=(5000001,53000)
D=94,(x,y)=(2143295,221064)
D=97,(x,y)=(628096336377352)
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