平方根の連分数展開の数論的現象

 二次の無理数を連分数展開する。逐次、連分数にすると分数の列が生まれる。

その分子に素数はどう出現するかが今回の試算です。

例えば、2の平方根は、はじめの30個はこうなる。

その分子に着眼し、そのうちの素数はどうなるか?

3, 7, 17, 41, 239, 577, 665857, 9369319, 63018038201

の7個になるわけだ

Sqrt[3]ではどうであろうか? 同じくはじめの30個の分数列の分子には

2, 5, 7, 19, 71, 97, 3691, 191861, 138907099

があり、9個の素数だ。

ところが、Sqrt[5]では「0個」になるのが、今回のネタであります。

こうした現象は度々おきるのだろうか?

 試算した結果を下に示す。2から19までのはじめの50個の連分数における素数の数である。50というのはかなりの計算量である。分子は急速に大きくなるためだ。

どうやらSqrt[5]の分子に素数がでそうもないというのは、特異的なのかもしれない。