■フィボナッチ数とその仲間達(その4)

  [参]細矢治夫「トポロジカル・インデックス」日本評論社

では,フィボナッチ数fn,リュカ数Ln,ペル数pn,ペル・リュカ数Qnを

n :0,1,2,3,4,5,6,7,8

fn :1,1,2,3,5,8,13,21,34

Ln :2,1,3,4,7,11,18,29,47

pn :1,2,5,12,29,70,169,408,985

Qn :2,2,6,14,34,82,198,478,1154

で定義している.Fn=fn-1で定義する方が多いが,この方がはるかにすっきりするらしい.

 前2者は同じ漸化式:gn=gn-1+gn-2,後2者は同じ漸化式:gn=2gn-1+gn-2をもち,それぞれ初期値が異なっている,

  gn=(a+1)gn-1+gn-2

a=0,g0=1,g1=a+1→fn

a=0,g0=2,g1=a+1→Ln

a=1,g0=1,g1=a+1→pn

a=1,g0=2,g1=a+1→Qn

 同様に,a=2,3,・・・と拡張することもできるだろう.

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【1】行列表現

  [fn ]=[1,1][fn-1]=[1,1]^n[1]

  [fn-1] [1,0][fn-2] [1,0] [0]

  [Ln ]=[1,1][Ln-1]=[1,1]^n[2]

  [Ln-1] [1,0][Ln-2] [1,0] [−1]

  [pn ]=[2,1][pn-1]=[2,1]^n[1]

  [pn-1] [1,0][pn-2] [1,0] [0]

  [Qn ]=[2,1][Qn-1]=[2,1]^n[2]

  [Qn-1] [1,0][Qn-2] [1,0] [−2]

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【2】固有値

 前2者では

  |1−x,1|=x^2−x−1=0

  |1, −x|

の2根

  α=(1+√5)/2=τ,β=(1−√5)/2=−1/τ

  τは正五角形と密接な関係にある.

 後2者では

  |2−x,1|=x^2−2x−1=0

  |1, −x|

の2根

  γ=1+√2=θ,δ=1−√2=−1/θ

  θは正八角形と密接な関係にある.

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【3】一般式

  fn=(α^n+1−β^n+1)/√5

  Ln=α^n+β^n

  pn=(γ^n+1−δ^n+1)/2√2

  Qn=γ^n+δ^n

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【4】項比の極限値

  fn+1/fn,Ln+1/Ln→τ

  pn+1/pn,Qn+1/Qn→θ

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