■2次無理数の有理数近似(その70)

 Q(√10)の基本単数を求めると,

  x^2−10y^2=±1

 複号が-1の場合は(3,1)が最小

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

 √5の最良近似では

  {(3+√10)}^n=an+bn√10

  {(3−√10)}^n=an−bn√10

これらの数列は

  an^2−10bn^2=(-1)^n

となる関係式で結ばれていて,

  an/bn→ √10

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√10=(3+√10)(an+bn√10)

          =(3an+10bn)+√10(an+3bn)

より

  an+1=(3an+10bn)

  bn+1=(an+3bn)

  an+1=(3an+10bn)=3an+10(an-1+3bn-1)

 =3an+an-1+3(3an-1+10bn-1)=6an+an-1

  bn+1=(an+3bn)=(3an-1+10bn-1)+3bn

 =3(an-1+3bn-1)+bn-1+3bn=6bn+1bn-1

より

  an+1=6an+an-1,bn+1=6bn+bn-1

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

 α,βを2次方程式x^2−6x−1=0の根はα=3+√10 とβ=3−√10

(3+√10)^1=(3+√10)→(3,1)

(3+√10)^2=(19+6√10)→(19,6)

初期値をa1=3,a2=19,b1=1,b2=5とすると

  an={α^n-1(a2−βa1)−β^n-1(a2−αa1)}/(α−β)

={α^n-1(10+3√10)−β^n-1(10-3√10)}/2√10

n=1:a1=3

n=2:a2=19

  bn={α^n-1(b2−βb1)−β^n-1(b2−αb1)}/(α−β)

={α^n-1(3+√10)-β^n-1(3-√10)}/2√10

n=1:b1=1

n=2:b2=6

となります.

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