■数直線上の集合(その43)

 平方根を無限連分数に表す手順はわかりやすく,たとえば,1<√2<2であるから

  √2=1+(√2−1)

    =1+1/(√2+1)    2<√2+1<3

    =1+1/{2+(√2−1)}

    =1+1/{2+1/(√2+1)}

    =1+1/{2+1/(2+(√2−1)}

    =1+1/{2+1/(2+1/(√2+1)}

    =1+1/{2+1/{2+1/{2+1/{2+・・・

の手順を何度も繰り返すことにより,

  √2=[1:2,2,2,2,・・・]

ができあがります.

また,黄金比φ=(1+√5)/2は,

  φ=[1:1,1,1,,1,・・・]

で表されます.黄金比φ=(1+√5)/2が,無限連分数

  φ=[1:1,1,1,,1,・・・]

や無限の入れ子の根号

  φ=√(1+√(1+√(1+√(1+・・・

で3通りにも表されるという事実は魔法のようにさえ思えます.

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  (3-√5)/2=0+1/(3+√5)/2

    =0+1/{2+(√5−1)/2}

    =0+1/{2+1/(√5+1)/2}

    =0+1/{2+1/(1+(√5−1)/2}

    =0+1/{2+1/(1+1/(√5+1)/2}

    =0+1/{2+1/{1+1/{1+1/{1+・・・

の手順を何度も繰り返すことにより,

  (3-√5)/2=[0:2,1,1,1,・・・]

ができあがります.

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