とぽろじい ~大人の数学自由研究~

高校数学から分かる新しい数学、大学で学ぶ数学を少しずつまとめていくブログです。ゆくゆくは本にまとめたいと思っています。

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【問題】ペル方程式の整数解の生成【ハイ数106】

「秒で解ける数学の問題」がテーマのハイ数。

今回はペル方程式と呼ばれる形の整数の不定方程式の解を「作る」ことを考えます。

問題

解答

 

解説とこぼれ話

今回は√バージョンの共役(正確には有理数体の拡大体 \mathbb{Q}(\sqrt{2}) の共役元)を活用することで自動で解が生成できる「アルゴリズム」を構築しました。

そのため、方法自体は初等的な数学で理解できますが、突き詰めると奥深いものになっています。

ちなみに x^{2}-ny^{2}=1 (n は正の整数で平方数ではない) の形であれば n の値にかかわらず (x,y)=(1,0) 以外の整数解が存在することが知られています。

そのため今回と同様のアルゴリズムの構築は可能です。

 

ハイ数とは?

解法次第で「ハイスピードに解ける」数学の問題とその解説を随時ゆるーく紹介します。

一風変わった問題で頭の体操にいかがでしょうか。

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それでは最後までお読みいただきありがとうございました。