■整数の比の形に表すことができない(その44)

実際に確かめてみましょう.

a1=1,b1=1

  an+1=2an+3bn

  bn+1=an+2bn

を繰り返す.

[Q]このとき,an/bn→?

[A]

 a1=1,b1=1,a1/b1=1

 a2=5,b2=3,a2/b2=1.6666666

 a3=19,b3=11,a3/b3=1.7272729

 a4=71,b4=41,a4/b4=1.7317073

 a5=265,b5=153,a5/b5=1.7320261

 a6=989,b6=571,a6/b6=1.732049

 an/bn→√3

別法では

(2+√3)^2=7+4√3

  (2+√3)^3=26+15√3

  (2+√3)^4=97+56√3

  (2+√3)^5=362+209√3

  (2+√3)^6=1351+780√3より,

√3<1351/780

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【4】ディリクレの定理と鳩の巣原理

近似分数列{an/bn}で非常によく近似できる実数αについて

  |α−an/bn|<1/bn^2

が成立するならば,αは無理数です(ディリクレの定理).

ディリクレの定理の証明は,引き出し論法あるいは鳩の巣原理と呼ばれるものから容易に導かれます.この原理はn個の巣箱にn+1羽の鳩が入っているならば,ある巣箱には少なくとも2羽の鳩が入っていなければならないというものです.

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