■誤差±1(その12)
tn+1+√2un+1=(1+√2)(tn+√2un)
=(tn+2un)+√2(tn+un)
より
tn+1=tn+2un
un+1=tn+un
cn =[tn,un]’ A=[a,b]=[1,2]
[c,d] [1,1]
とおくと,cn+1=Acn,cn+2=Acn+1=A^2cn
ここで,ケーリー・ハミルトン方程式
A^2=(trA)A−(detA)I
より
cn+2 =A^2cn=(trA)Acn−(detA)Icn
=(trA)cn+1−(detA)cn
=(a+d)cn+1−(ad−bc)cn
=2cn+1+cn
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an+1=an+2bn,bn+1=an+bn
an+1=an+2bn=an+2(an-1+bn-1)
=an+an-1+(an-1+2bn-1)=2an+an-1
bn+1=an+bn=(an-1+2bn-1)+bn
=(an-1+bn-1)+bn+bn-1=2bn+bn-1
より
an+1=2an+an-1,bn+1=2bn+bn-1
同じ特性方程式が得られた.
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α,βを2次方程式x^2−2x−1=0の根1±√2として,
an+1−αan=β(an−αan-1)=β^2(an-1−αan-2)=・・・=β^(n-1)(a2−αa1)
α,βを入れ替えると
an+1−βan=α^(n-1)(a2−βa1)=α^n(a1−βa0)
an+1−αan=β^(n-1)(a2−αa1)=β^n(a1−αa0)
したがって,整数列{an}の一般項は
an={α^n(a1−βa0)−β^n(a1−αa0)}/(α−β)
α=1+√2,β=1−√2,初期値をa1=1,a2=1とすると
an=1/2{(1+√2)^n+(1−√2)^n}
整数列{bn}でも同じ漸化式ですから,同じ一般項になります.
bn={α^n(b1−βb0)−β^n(b1−αb0)}/(α−β)
初期値をb0=0,b1=1とすると
bn=1/2√2{(1+√2)^n−(1−√2)^n}
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