连分数法解佩尔方程特解
一、佩尔方程的形式:
二、关于佩尔方程的特解:
特解是指佩尔方程的最小整数解,容易发现当x最小的时候y也同样达到最小。在一般情况下,佩尔方程的特解是通过暴利枚举方法得到的,本文将介绍如何用应用连分数法求特解。
本文将不涉及证明,只介绍方法。
三、连分数法:
一个实数的简单连分数表示,是指将一个实数用以下方法表示:
可以把连分数简记为:
有理数的连分数有两种表示形式:
所有无限连分数都是无理数,而所有无理数都可以用一种精确的方式表示成无限连分数,可以用这种方法逼近,无理数的值。
四、关于一个非完全平方数的平方根的连分数表示:
可以证明:一个非完全平方数的平方根的连分数是以周期呈现的。
比如:
简写为:
在之后就会循环出现1,2,4,2,1,8
我们不妨这样记这种连分数的形式:
显然循环节的长度是6
并且还有个重要的特点:这个循环节一定是从开始的,且最后一个数一定是2倍的
五、求解佩尔方程的最小特解:
我们将写成连分数的形式:
并且我们记:
(关于计算p,q:只要按照连分数的展开形式,迭代计算即可)
其中如果记循环节长度为s
那么有如下结论:
1、如果s为偶数时。最小特解为:
2、如果s为奇数时,最小特解为:
六、计算:
我们希望得到准确的连分数展开,那么关键在于不用浮点型计算。接下来以为例,解释如何计算的连分数。
我们记当前展开为,那么首先
按照这种方式,我们计算出了的连分数:
然后可以计算出来:
由于循环节长度6是偶数,那么佩尔方程的最小特解是:
之后我们参照上面的例子,来设计计算连分数的算法:
我们记:
那么显然有:
之后我们可以得到:
可以证明,这里一定是大于0的,这个实际上就是下次的
继续推导有:
可以证明,分母是可以被整除的。那么上式就可以写成:
那么容易得到新的b,c是:
还有,结果很大1000以内好多结果都超long long了。。。要改成大数才行。。。
七、关于如何解佩尔方程:
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