貴金属比

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数学において、貴金属比(ききんぞくひ、英語: metallic ratio)とは、

[math]1:\frac{n+\sqrt{n^2 +4}}{2}[/math]n は自然数)

で表されるのことである。

貴金属数

貴金属数
0 (0+4)/2 1 1
1 (1+5)/2 (1+5)/2 1.6180339887…
2 (2+8)/2 1+2 2.4142135623…
3 (3+13)/2 (3+13)/2 3.3027756377…
4 (4+20)/2 2+5 4.2360679774…
5 (5+29)/2 (5+29)/2 5.1925824035…
6 (6+40)/2 3+10 6.1622776601…
7 (7+53)/2 (7+53)/2 7.1400549446…
8 (8+68)/2 4+17 8.1231056256…
9 (9+85)/2 (9+85)/2 9.1097722286…
n [math](n+\sqrt{n^2 +4})/2[/math]

貴金属数(ききんぞくすう、英語: metallic number)とは、逆数との自然数である実数である。

n自然数の時、n 貴金属数は、 [math]\frac{n+\sqrt{n^2+4}}{2}[/math] で表され (根号内の4と、分母の2の意味は、それぞれ(テンプレート:Su)2, (テンプレート:Su)である)、これは二次方程式 x2nx − 1 = 0 の正の解である。

特に第 1 貴金属数 (1+5)/2 を黄金数、第 2 貴金属数 1+2白銀数、第 3 貴金属数 (3+13)/2 を青銅数という。

貴金属数と逆数

n 貴金属数の逆数は、[math]\frac{-n+\sqrt{n^2 +4}}{2}[/math] で表され、第 n 貴金属数との差は、自然数 n である。

例:9.1097722286… − 1/9.1097722286… (= 0.1097722286…) = 9

貴金属数の累乗

貴金属数の正の奇数乗は、常に貴金属数である。

貴金属数の正の偶数乗は、常に逆数とのが自然数である実数である。

連分数として

貴金属数には連分数表示があり、それは、

[math]n+\cfrac{1}{n+\cfrac{1}{n+\cfrac{1}{n+\cfrac{1}{\ddots}}}} =[n;n,n,n,n,\dots][/math]

である。

数列の商の極限として

黄金数(第 1 貴金属数)が、フィボナッチ数列の隣り合う 2 項の商の極限で表されるように、一般に第 n 貴金属数にも、隣り合う 2 項の商の極限で表せるような数列が存在する。

数列 {Mk} を、漸化式

[math]M_0 =0,\quad M_1 =1,\quad M_{k+2} =n M_{k+1} +M_k[/math]

で定義すると、この一般項は、第 n 貴金属数を μ として、

[math]M_k =\frac{\mu^k -(-\mu)^{-k}}{\mu +\mu^{-1}} =\frac{\mu^k -(-\mu)^{-k}}{\sqrt{n^2+4}}[/math]

で表される。このとき、この数列の隣り合う 2 項の商は、k → ∞ のときに μ に収束する。すなわち、

[math]\lim_{k\to \infty} \frac{M_{k+1}}{M_k} =\mu[/math]

が成り立つ。

青銅比

青銅比(せいどうひ、英語: bronze ratio)は、

[math]1:\frac{3+\sqrt{13}}{2}[/math]

である。近似値は1:3.303。貴金属比のひとつ(第3貴金属比)。

青銅比において

[math]\frac{3+\sqrt{13}}{2}=3.3027756377\ldots[/math]

は、二次方程式 x2-3x-1=0 の正の解であり、これを青銅数(せいどうすう、英語: bronze number)という。

青銅数を連分数であらわすと

[math]3+\cfrac{1}{3+\cfrac{1}{3+\cfrac{1}{3+\cfrac{1}{\ddots}}}}[/math]

となる。

関連項目