■レイリー・ヴィノグラードフの定理(その39)

{an}={1,3,4,6,8,9,11,・・・}

{bn}={2,5,7,10,13,15,18,・・・}

===================================

【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,・・・

===================================

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+・・

===================================