■細矢インデックス(その15)
このシリーズではチェビシェフ多項式以外にも,ペル数,フィボナッチ数,リュカ数が現れました.今回のコラムではこれらについてまとめておきます.
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【1】ペル数
an=2an-1+an-2という漸化式で生成される数列
1,2,5,12,29,70,169,408,・・・
はペル数列と呼ばれます.ペル数列の特性方程式
x^2−2x−1=0
の2根を
γ=1+√2,δ=1−√2
とおくと,ペル数列の一般項は,
Pn =1/2√2(γ^n+1−δ^n+1) (n:0~)
また,ペル・リュカ数列
2,2,6,14,34,82,・・・
の一般項は
Qn =γ^n+δ^n (n:0~)
で表されます.
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【2】フィボナッチ数とリュカ数
an=an-1+an-2という漸化式で生成される数列の特性方程式
x^2−2x−1=0
の2根を
α=(1+√5)/2,β=(1−√5)/2
とおくと,フィボナッチ数列
1,1,2,3,5,8,・・・
の一般項は,
Fn =1/√5(α^n+1−β^n+1) (n:0~)
リュカ数列
2,1,3,4,7,11,・・・
の一般項は
Ln=α^n+β^n (n:0~)
で表されます.
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【3】一般化
fn=(c+1)fn-1+fn-2
において,
f0=1,f1=c+1 (Ac)
f0=2,f1=c+1 (Bc)
とすると,
A0={Fn},B0={Ln}
A1={Pn},B1={Qn}
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c=0のとき、フィボナッチ数、黄金比
c=1のとき、ペル数、白銀比と対応しているわけです。
2次方程式:x^2−nx−1=0を考えます.
x={n+(n^2+4)^1/2}/2
これらの比を統一的に金属比と呼びます。2次方程式:x^2−px−q=0で考えると
[1]黄金比:p=1,q=1→(1+√5)/2
連分数展開[1:1,1,1,・・・]
[2]白銀比:p=2,q=1→(1+√2)
連分数展開[2:2,2,2,・・・]
[3]青銅比:p=3,q=1→(3+√13)/2
連分数展開[3:3,3,3,・・・]
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