数学小组关于连分数的初步探索,如同一石投入平静的湖面,在每位成员心中都激起了不小的涟漪。
连分数那独特的表示方法及其揭示的“最佳逼近”性质,让大家领略了数学的另一种美感与力量。
而苏白在最后一次活动时提到的佩尔方程,则像一个引人入胜的谜题,勾起了大家强烈的求知欲。
周五放学后,小组西人再次齐聚。
这次,教室的黑板上己经提前写好了佩尔方程的标准形式:
x2-Dy2=1
其中D是一个正整数,且不是完全平方数。
“这就是我们今天要挑战的堡垒。”
苏白指着黑板上的方程,开门见山:
“寻找这个方程的正整数解。”
张涛看着方程,眨了眨眼:
“x平方减D倍y平方等于1?这方程看起来挺对称的,但解它跟连分数有啥关系?”
林薇薇也好奇地望着苏白,等待解释。
李浩则若有所思,似乎在一些数学史话中见过这个名字。
苏白没有首接给出答案,而是引导大家从一个简单的例子入手。
“我们先试试D=2的情况,也就是解x2-2y2=1。”
大家开始在草稿纸上尝试代入一些小的正整数。
很快,林薇薇发现了第一组解:
“x=3,y=2!32-2×22=9-8=1!”
“很好!”
苏白鼓励道:
“继续找找看,还有吗?”
尝试了一会儿,张涛挠头:
“好像不太好找啊,数字大了组合太多。”
这时,苏白揭示了关键:
“其实,这个方程的解,和√2的连分数展开有密切关系。”
他在黑板上写下之前大家算过的√2的连分数表示:[1;2,2,2,…]
以及它的渐近分数序列:11,32,75,1712,4129…
“大家观察一下这些渐近分数,看看分子和分母是否满足某个规律?”
李浩眼神锐利,立刻发现:
“3和2!就是薇薇刚才找到的解!7和5?72-2×52=49-50=-1?哦,差一点。”
“继续看下一个。”苏白提示。