■フィボナッチ数・リュカ数の問題(その9)
フィボナッチ数列の一般項Fnは,
Fn =1/√5[{(1+√5)/2}^n−{(1−√5)/2}^n]
=1/√5{φ^n−(−1/φ)^n}
(F0 =0:φ=(1+√5)/2)
のように黄金比φを使って表すことができます.
Fn =1/√5[{(1+√5)/2}^n−{(1−√5)/2}^n]
=1/√5{φ^n−(−1/φ)^n}=n^2
となるnについて考えてみます。
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φ^-4=−3φ+5、 √5φ^-4=7φ−11
φ^-3=2φ−3、 √5φ^-3=-4φ+7
φ^-2=−φ+2、 √5φ^-2=3φ−4
φ^-1=φ−1、 √5φ^-1=−φ+3
φ^0=1、 √5φ^0=2φ−1
φ^1=φ、 √5φ^1=φ+2
φ^2=φ+1、 √5φ^2=3φ+1
φ^3=2φ+1、 √5φ^3=4φ+3
φ^4=3φ+2、 √5φ^4=7φ+4
φ^5=5φ+3、 √5φ^5=11φ+7
φ^6=8φ+5、 √5φ^6=18φ+11
右辺mφ+nの係数m,nはフィボナッチ数列をなす.
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一般に
φ^n=Fnφ+Fn-1
と書くことができる。
もし、φとφ^2の組み合わせに分割するならば
φ^3=1φ+1φ^2
φ^4=1φ+2φ^2
φ^5=2φ+3φ^2
φ^6=3φ+5φ^2
φ^n=Fn-2φ+Fn-1φ^2
と書くことができる。
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nが奇数のとき
2φ^n=Fn√5+(Fn-1+Fn+1)
2φ^-n=Fn√5−(Fn-1+Fn+1)
nが偶数のとき
2φ^n=(Fn-1+Fn+1)+Fn√5
2φ^-n=(Fn-1+Fn+1)−Fn√5
2φ^1=1+√5
2φ^2=3+√5
2φ^3=4+2√5→φ^3=2+√5
2φ^4=7+3√5
2φ^5=11+5√5
2φ^6=18+8√5→φ^6=9+4√5
2φ^-1=-1+√5
2φ^-2=3-√5
2φ^-3=-4+2√5→φ^-3=-2+√5
2φ^-4=7-3√5
2φ^-5=-11+5√5
2φ^-6=18-8√5→φ^-6=9-4√5
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2φ^1=1+√5
2φ^-1=-1+√5
2φ^1-2φ^-1=2
2φ^2=3+√5
2φ^-2=3-√5
2φ^2+2φ^-2=6
2φ^3=4+2√5
2φ^-3=-4+2√5
2φ^3-2φ^-3=8
2φ^4=7+3√5
2φ^-4=7-3√5
2φ^4+2φ^-4=14
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Fn=1/√5{φ^n−(−1/φ)^n}=n^2
φ^nFn=1/√5{φ^2n−(−1)^n}
√5φ^nFn={φ^2n−(−1)^n}
nが偶数のとき √5φ^nFn={φ^2n-1}
nが奇数のとき √5φ^nFn={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=[√5Fn+{5(Fn)^2+/-4}^1/2]/2
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