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マルコフ数 : ウィキペディア日本語版
マルコフ数[-すう]
マルコフ数(-すう)は、マルコフのディオファントス方程式と呼ばれる以下の式
:x^2 + y^2 + z^2 = 3xyz
の解の一部を与える正整数''x'', ''y'', ''z''である。マルコフ数は、ロシアの数学者アンドレイ・マルコフの名にちなんでいる。
最初のいくつかのマルコフ数を列挙する。
:1, 2, 5, 13, 29, 34, 89, 169, 194, 233, 433, 610, 985, 1325, ...
これらは、解の組(マルコフの3つ組)としては以下のようなものである。
:(1, 1, 1), (1, 1, 2), (1, 2, 5), (1, 5, 13), (2, 5, 29), (1, 13, 34), (1, 34, 89), (2, 29, 169), (5, 13, 194), (1, 89, 233), (5, 29, 433), (89, 233, 610), ...
マルコフ数もマルコフの3つ組も無限個存在する。マルコフのディオファントス方程式が対称であることから、マルコフの3つ組は要素を並べ替えても再び方程式の解を与える。したがって、(上記の例のように) a\le b\le cを仮定して正規化することができる。最初の2つの3つ組を除いて、マルコフの3つ組(a,b,c)は必ず3つの相異なる整数からなる。与えられたマルコフ数''c''に対して、cが最大要素であるようなマルコフの3つ組が一意に定まるとする予想がある。
マルコフ数は二分木上に配置することが可能である(図参照)。あるレベルに置かれた整数の中で最大のものは、常にほぼ下から3番目にある。解の1つが2であるような3つ組に含まれるマルコフ数は、すべて奇数番目のペル数である(あるいは、2n^2 - 1が平方数となるような''n''と言い換えてもよい)。また、解の1つが1であるような3つ組に含まれるマルコフ数は、奇数番目のフィボナッチ数である。したがって、以下のようなマルコフの3つ組は無限個存在する。
:(1, F_, F_)
ただし''F''''x''は''x''番目のフィボナッチ数とする。同様に、以下のようなマルコフの3つ組も無限個存在する。
:(2, P_, P_)
ここで''P''''x''は''x''番目のペル数とする。
奇数のマルコフ数は4n + 1という形であり、偶数のマルコフ数は32n + 2という形である。
あるマルコフの3つ組 (''x'', ''y'', ''z'') がわかっているとき、(x, y, 3xy - z)という形の3つ組もまたマルコフの3つ組である。マルコフ数は素数であるとは限らないが、マルコフの3つ組の要素は常に互いに素である。(x, y, 3xy - z)がマルコフの3つ組であるために、必ずしもx < y < zが常に成り立つ必要はない。実際、要素の順序を変えずに上記の変換を2回続ければ、元のマルコフの3つ組に戻る。そこで、(1, 1, 2)から初めて''y'' と ''z''を入れ替えてから変換を行うという操作を続けると、フィボナッチ数からなるマルコフの3つ組が並ぶ。また''x'' と ''z''を入れ替えてから変換を行うという操作を続ければ、ペル数からなるマルコフの3つ組を与える。
1979年に、Don B. Zagier は ''n''番目のマルコフ数が近似的に
:m_n = \tfrac13 e^ \quad\text C = 2.3523418721 \ldots
で与えられることを証明した。さらに彼は、(元のディオファントス方程式の非常に良い近似である)x^2 + y^2 + z^2 = 3xyz +4/9が''f''(''t'') = arcosh(3''t''/2)に対してf(x)+f(y)=f(z)と書けることを示した。
''n''番目のラグランジュ数は、''n''番目のマルコフ数から以下の公式によって求められる。
:L_n = \sqrt



抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)
ウィキペディアで「マルコフ数」の詳細全文を読む



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