■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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