■(5+2√3)^1/2+{18-2√3+2(65-26√3)^1/2}^1/2=√13+(10+2√13)^1/2であるか? (その5)

 数列

  1,1,1,2,2,3,4,5,7,9,12,16,21,・・・

は直前の1項を除いたその前の2項を加えたものです.漸化式は

  Pn=Pn-2+Pn-3   (P0=P1=P2=1)

で表されます.この各項が2つ前と3つ前の項の和で与えられる数列は,イタリアの建築家パドヴァンにちなんでパドヴァン数列と呼ばれています.

 パドヴァン数列の特性方程式

  x^3−x−1=0

の唯一の実数解より,パドヴァン数列の連続する2項の比はプラスチック比

  p=1/3{3√(27/2−3√69/2)+3√(1/2+√69/18)}=1.324718・・・

に次第に近づくことになります.pがφよりも小さいことより,パドヴァン数列はフィボナッチ数列に較べてゆっくりと増加することになります.

  p^5−p^3−p^2=0

  p^4−p^2−p^1=0

より

  p^5−p^4−p^3−p^1=p^5−p^4−1

ですから,3次方程式p^3−p−1=0の解はこの5次方程式も満たすことがわかります.あるいは,因数分解

  p^5−p^4−1=(p^3−p−1)(p^2−p+1)

でもよいのですが,このことから

  Pn=Pn-1+Pn-5

の関係が成り立つこともわかります.

  x^3−x−1=0とx^5−x^4−1=0が同じ解を持つことはすぐにわかります。それでは・・・

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一見異なる形をしている2つの数

α=√13+(10+2√13)^1/2

β=(5+2√3)^1/2+{18-2√3+2(65-26√3)^1/2}^1/2

は本当に同じ数なのだろうか? すぐには信じがたいが、α=βである。

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2乗を繰り返してルートを消去。高次方程式が得られたら因数分解して共通因子を探すしかないと思われる。

x=√13+(10+2√13)^1/2

x^2=13+10+2√13+2√13(10+2√13)^1/2

(x^2-23)/2=√13+√13(10+2√13)^1/2

{(x^2-23)/2}^2=13+13(10+2√13)+26(10+2√13)^1/2

{(x^2-23)/2}^2=143+26√13+26(10+2√13)^1/2

{(x^2-23)/2}^2=143+26x

x^4-46x^2+529=572+104x

x^4-46x^2-104x-43=0

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x=(5+2√3)^1/2+{18-2√3+2(65-26√3)^1/2}^1/2

x^2=(5+2√3)+18-2√3+2(65-26√3)^1/2+2(5+2√3)^1/2{18-2√3+2(65-26√3)^1/2}^1/2

x^2-23=2(65-26√3)^1/2+2(5+2√3)^1/2{18-2√3+2(65-26√3)^1/2}^1/2

(x^2-23)/2=(65-26√3)^1/2+(5+2√3)^1/2{18-2√3+2(65-26√3)^1/2}^1/2

{(x^2-23)/2}^2=(65-26√3)+(5+2√3){18-2√3+2(65-26√3)^1/2}+2(65-26√3)^1/2(5+2√3)^1/2{18-2√3+2(65-26√3)^1/2}^1/2

{(x^2-23)/2}^2=(65-10√3)+(78+26√3)+2(5+2√3)(65-26√3)^1/2+2(65-26√3)^1/2(5+2√3)^1/2{18-2√3+2(65-26√3)^1/2}^1/2

=143+26(5+2√3)^1/2+26{16-2√29+2(55-10√29)^1/2}^1/2

{(x^2-23)/2}^2=143+26x

x^4-46x^2-104x-43=0

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