Aufsatz 
Die periodischen Kettenbrüche und die diophantischen Gleichungen zweiten Grades
Entstehung
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Der dem letzten Kettenbruchsnenner 2 vorausgehende Teil der Periode ist symmetrisch; ebenso ist die ganze Periode der aus X2 D= 0 abgeleiteten Gleichungen symmetrisch. Aus X2 53= 0 erhalten wir= 7, sodann die abgeleiteten Gleichungen

4 Xz 14 X- 1= 0, a= 3 also VD= 7Z1+ 1

7 X 10 x 4= 0, a,= 1 3+ 1 7 X 4X 7= 0,= 1 1 1 4 X2 10 XO 7= 0, a= 3 1*1 12 13x 4= 0, a,= 14 3 4. 1

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10. Die Gliederzahl der Periode ist gerade, wenn D eine Primzahl von der Form 4n+ ist; sie ist ungerade, wenn D eine Primzahl von der Form 4n+ l ist. Jede Primzahl von der Form 4n 1 ist in zwei Quadrate zer- legbar.(Satz von Fermat.)

Ist a 2 bz c= 0 die ste zur Periode gehörige Gleichung, so ist c 2 bz a= 0 die K s+. 1)te. Ist k= 28, so ist ks+ 1=s+ 1 und es folgt also auf die Gleichung a X2 2 bx c= 0 unmittelbar die Gleichung cx² 2 b x a= 0. Es muls also, wenn die positive Wurzel der ersten zwischen a und a+ 1 liegt, a a⸗ 2 ba c= c und aa b= b sein. Aus beiden Gleichungen folgt aa= 2 b, also muſs 2 b durch a teilbar sein. Die Gleichung muſs also die Form haben αxα 2a X c= 0 oder 2 X 2 6 X e= 0. Im ersten Fall ist al² 2ᷣ œαc= D oder a(α c)= D. Ist D Primzahl, so muſs= 1 sein, also ist dann 2‿= D und die fragliche Gleichung nimmt die Form an X2½ 28 X c= 0. Es ist aber c 1= 25, also c= 25+ 1, folglich ν+ 82+ 28+ 1 oder D=(+ 1)², also VD=ST 1. Da ferner 8= VD ist, so ist g die grölste in VD enthaltene ganze Zahl. Ferner ist c= D 92. Die fragliche Gleichung ist also X 28 x(D 5ꝛ)= 0. Bekanntlich bildet sie den Schluſs der Periode und es folgt auf sie die erste Gleichung der nächsten Periode, welche(D) X 28 X 1= 0 ist. Hat man aber die Gleichung 2 X 2 6X c= 0, so muls zunächst c ungerade sein, weil sonst alle Koöffizienten der folgenden Gleichungen gerade sein müſsten, während doch nach 8. der erste Koöffizient der kten Gleichung= 1 ist. Ich setze also c= 2+ 1. Ferner ist a ν‿‿¶= D oder a(a+☚ᷣ̈˖ 2 c)= D, also D durch« tpeilbar. Ist D Primzahl, so ist«= 1, mithin 82+%̈ 2c= D. Also muls ungerade, also= 4p+ 1 und D= 4 p+ 1+ 22+. 1), also von der Form 4 n+ 3 sein. Die fragliche Gleichung ist nun 2 28X c= O0. Also ist c 2=28, folglich 2c= 48+4 4, mithin ν+% 2 2+ 48 44 oder D=(+ 2) ², also VYD= S+ 2 oder S= VD 2. Da auch VD ist, so ist g die einzige zwischen VD 2 und VD enthaltene ungerade Zahl.

Ist endlich k= 2s8+ 1, so ist k s+ 1= 8+ 2, also muſs zwischen der sten Glei- chung a 2 bk c= O und der(S+ 2) ten cx? 2 b X a= 0 noch eine Gleichung liegen, nämlich die(+ 1) te, deren letzter Koöffizient gleich dem ersten der sten, und deren erster Koöffizient gleich dem letzten der(S+ 2) ten sein muſs. Sie muſs also die Form haben X2 2 b X a= 0. Dann ist D=+ bi². Ist D Primzahl, so muſs eine von den beiden Zahlen gerade, die andere ungerade sein. Dann ist

D=(2* 2p+ 1)2= 4 G2+ 4 pe+ 4p+1

oder von der Form 4n+ 1.