■ツェッケンドルフの定理

 すべての数は2進法で一意に表すことができる.たとえば,

  45=32+8+4+1=2^5+2^4+2^2+2^0

 フィボナッチ数も自然数を一意な和の形に表すことのできる数体系のひとつになっている.たとえば,

  45=34+8+3=F9+F6+F4

 ツェッケンドルフの定理(1939年)

 「任意の正の整数は1個もしくは連続しない2個以上のフィボナッチ数の和として一意に表現できる.

  n=Fk1+Fk2+・・・+Fkr」

 この定理から2進数に似たフィボナッチ数体系を作ることができる.連続しないフィボナッチ数に限定する理由は,たとえば,

  F4=F3+F2

  45=34+8+2+1=F9+F6+F3+F2

F4をF3+F2で置き換えると別の式ができてしまうからである.

 なお,フィボナッチ数は5次式

  −y^5+2y^4x+y^3x^2−2y^2x^3−y(x^4−2)

の正整数値であることが示されています.

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【1】数のフィボナッチ数分割

 フィボナッチ数は漸化式

  Fn=Fn-1+Fn-2

に従って,その前の2つの数の合計として順次計算することができて,

  1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,・・・

となる.

 任意の正の整数nは,それを超えない最大のフィボナッチ数と余りに分割されるが,このとき余りもそれを超えない最大のフィボナッチ数と余りに分割され,任意の正の整数nは一意的に表すことができる.たとえば,

  83=55+28

  28=21+7

   7=5+2

より,83=55+27+5+2となる.

 2進法では,83=64+16+2+1のように隣り合った2のベキ乗がしばしば必要になるが,数のフィボナッチ数分割では,どの2つのフィボナッチ数も隣り合っていないことに注意されたい.

 フィボナッチ数系では,

     3=3

     4=3+1

     5=5

     6=5+1

     7=5+2

     8=8

     9=8+1

    10=8+2

    11=8+3

   12=8=3+1

・・・・・・・・・・・

  1000=897+13

  ・・・・・・・・・・・

1000000=832040+121393+46368+144+25=F30+F26+F24+F12+F10

のように,一般に

  n=Fk1+Fk2+・・・+Fkn

で表されるのである(ツェッケンドルフの定理).

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