■フィボナッチ数列の分布法則(その40)

自明な1は別にして、フィボナッチ数でかつ平方数となる、知られている唯一の数は144である。

1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144・・・12番目のフィボナッチ数

このタイプの数n^2はn番目のフィボナッチ数になっていることを前提とすると、フィボナッチ数Fnは

  Fn〜φ^n/√5

であるから、フィボナッチ数かつ平方数が存在するのは

  n^2〜φ^n/√5

となるようなnが小さい範囲に限定される。

したがって、フィボナッチ数かつ平方数は144だけであることがわかる。

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(n-1)^2<φ^n/√5<(n+1)^2

φ^n-1/√5<n^2<φ^n-1/√5を満たすnを探索すればよいのだろうか?

(n-1)^2<φ^n/√5<(n+1)^2

はn=12しか、間に入らない

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fn=n^2がわかっていたからやさしいが、

fn=N^2だったらどうすればよいだろうか?

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1/√5{φ^n−(−1/φ)^n}=N^2 P />  φ^nN^2=1/√5{φ^2n−(−1)^n}

  √5φ^nN^2={φ^2n−(−1)^n}

nが偶数のとき  √5φ^nN^2={φ^2n-1}

nが奇数のとき  √5φ^nN^2={φ^2n+1}

(有効かどうかはわからないが) φ^nについての2次方程式を解くと

φ^n=[√5N^2+{5(N^2)^2+/-4}^1/2]/2

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nが偶数のとき、5(N^2)^2+4は平方数でなければならない

nが奇数のとき、5(N^2)^2-4は平方数でなければならない

n=1,F1=1→1

n=2,F2=1→9→3

n=3,F3=2→16→4

n=4,F4=3→49→7

n=5,F5=5→121→11

n=6,F6=8→324→18

n=7,F7=13→841→29

n=8,F8=21→2209→47

n=9,F9=34→5776→76

n=10,F10=55→15129→123

n=11,F11=89→39601→199

n=12,F12=144→103684→322

これはリュカ数になっている

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これはコラム「(a^2+b^2+1)/abの整除性」で取り上げた問題のように、

a=F2k-1,b=F2k+1のとき、

(a^2+b^2+1)/ab=3

が成り立つ

フィボナッチ数に帰着する問題で

5(Fn)^2-(Ln)^2=4(-1)^n+1

Fn=N^2となるnを求める問題と同値である。

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