Pell方程是一類二元二次不定方程,其形如$$x^2-dy^2=1$$其中\(d\)為一非完全平方數的正數。
對於Pell方程解的存在性和求法以及超出了本文的范疇,在此僅討論在已知Pell方程最小解的情況下的一些操作。
假設我們已知了Pell方程的最小解\(( x_0, y_0)\),那么其他的解可以由最小解的冪次得到,即$$x_n+\sqrt{d}y_n=(x_0+\sqrt{d}y_0)^n$$或$$x_n-\sqrt{d}y_n=(x_0-\sqrt{d}y_0)^n$$
由此可以推知其通解公式的形式為$$x_n=\frac{1}{2}[(x_0+\sqrt{d}y_0)^n+(x_0-\sqrt{d}y_0)^n]$$$$y_n=\frac{1}{2\sqrt{d}}[(x_0+\sqrt{d}y_0)^n-(x_0-\sqrt{d}y_0)^n]$$
推得$$x_n=x_{0}x_{n-1}+dy_{0}y_{n-1}$$$$y_n=y_{0}x_{n-1}+x_{0}y_{n-1}$$
由此可以推知其遞推公式的形式為$$x_n=2x_{0}x_{n-1}-x_{n-2}$$$$y_n=2x_{0}y_{n-1}-y_{n-2}$$