■大域的周期性をもつ数列(その3)

 数列ときくと、すくフィボナッチ数列

  1,1,2,3,5,8,13,21,・・・

  F(n+2)=F(n)+F(n+1),F(1)=1,F(2)=1

を思い出すが,生成規則

[1]cn=cn-1              周期1

[2]cn=1/cn-1            周期2

[3]cn=(cn-1+1)/cn-2       周期5(ライネス)

[4]cn=cn-1/cn-2           周期6

[5]cn=(cn-1+cn-2+1)/cn-3   周期8(トッド)

は,大域的周期性をもつ数列を生成する.

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[3]cn=(cn-1+1)/cn-2       周期5

の場合について調べてみる.

 c1=a,a2=bとすると,

  c3=(b+1)/a

  c4=(a+b+1)/ab

  c5=(a+1)/b

  c6=a

  c6=a

となって,周期5で循環するのである.

 ただし,大域的周期性すなわち初期値によらず循環するためには,

  b+1≠0,a+b+1≠0,a+1≠0

であることが必要になる.

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[Q]漸化式

xn=(a0+a1xn-1+・・・+akxn-k)/(b1xn-1+・・・+bkxn-k)

で解が周期的となるものをすべて求めよ.

[A]k=2のとき,周期4の自明な解は存在しない. 別の意味で興味深い型の周期9のものとして

  xn=[xn-1]−xn-2  (ブラウン)

がある.連分多項式を使えば任意の,周期が5以上の非線形漸化式を作ることができる.

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