■相似思考の問題? (その11)

  1+2+3+・・・+100=5050

 それでは,次のフィボナッチ級数は?

  1+1+2+3+5+8+13+21=?

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【1】フィボナッチ級数

 フィボナッチ数列の各項はパスカルの三角形の対角線上の数の和に一致しています.この他にもフィボナッチ数は多くの性質をもっていて,以下にいくつか紹介しておきます.

Fn ・Fn+2 =Fn+1^2−(−1)^n

F1 +F2 +F3 +・・・+Fn =Fn+2 −1

F1 +F3 +F5 +・・・+F2n-1=F2n

F2 +F4 +F6 +・・・+F2n=F2n+1−1

F1^2+F2^2+F3^2+・・・+Fn^2=Fn ・Fn+1

  1+1+2+3+5+8+13+21

=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8=F10−1=55−1=54

 もし,F10=55を知っていれば,即座に54と答えられるというわけです.

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【2】フィボナッチ数の母関数

 フィボナッチ数列の生成規則は,Fn =Fn-1 +Fn-2 ですが,別の方法によっても生成することができます.

 級数q+q(q+q^2)+q(q+q^2)^2+q(q+q^2)^3+q(q+q^2)^4+・・・

を考えると

=q+q^2+2q^3+3q^4+5q^5+8q^6+13q^7+・・・

=ΣFnq^n

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 これは

f(x)=x/(1−x−x^2)=ΣFnx^n

=1+x+2x^2+3x^3+5x^4+8x^5+13x^6+・・・

において,

1/(1−x−x^2)=1+(x+x^2)+(x+x^2)^2+(x+x^2)^3+・・・

x/(1−x−x^2)=x+x(x+x^2)+x(x+x^2)^2+x(x+x^2)^3+・・・

としたものであることは,すぐにおわかり頂けると思う.

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[おまけ]

 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る.

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