■2次無理数の有理数近似(その64)
Q(√5)の基本単数を求めると,
x^2−5y^2=±1
複号が-1の場合は(2,1)が最小
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√5の最良近似では
{(2+√5)}^n=an+bn√5
{(2−√5)}^n=an−bn√5
これらの数列は
an^2−5bn^2=(-1)^n
となる関係式で結ばれていて,
an/bn→ √5
ですから,√5に最も近い分数を与えることがわかります(最良近似).
an+1+bn+1√5=(2+√5)(an+bn√5)
=(2an+5bn)+√5(an+2bn)
より
an+1=(2an+5bn)
bn+1=(an+2bn)
an+1=(2an+5bn)=2an+5(an-1+2bn-1)
=2an+an-1+2(2an-1+5bn-1)=4an+an-1
bn+1=(an+2bn)=(2an-1+5bn-1)+2bn
=(2an-1+4bn-1)+bn-1+2bn=4bn+bn-1
より
an+1=4an+an-1,bn+1=4bn+bn-1
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α,βを2次方程式x^2−4x−1=0の根はα=2+√5とβ=2-√5
(2+√5)^1=(2+√5)→(2,1)
(2+√5)^2=(9+4√5)→(9,4)
初期値をa1=2,a2=9,b1=1,b2=4とすると
an={α^n-1(a2−βa1)−β^n-1(a2−αa1)}/(α−β)
={α^n-1(5+2√5)−β^n-1(5+2√5)}/2√5
n=1:a1=2
n=2:a2=9
bn={α^n-1(b2−βb1)−β^n-1(b2−αb1)}/(α−β)
={α^n-1(2+√5)-β^n-1(2-√5)}/2√5
n=1:b1=1
n=2:b2=4
となります.
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f(a/b)=(2an+5bn)/(an+2bn)
2/1,9/4,38/17、・・・分母はフィボナッチ数にならない
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