■フィボナッチ数列の分布法則(その123)

 最初の8項の和は

 1+1+2+3+5+8+13+21=54=55−1

10番目のフィボナッチ数から1引いたものになります.

一般に

F1+F2+F3+・・・+Fn=(F3-F2)+(F4-F3)+(F5-F4)+・・・+(Fn+2-Fn+1)=Fn+2-1

に等しくなります。

 最初の10項の和は

 1+1+2+3+5+8+13+21+34+55=143=144−1

もし、F12=12^2=144であることを知っていれば、あっという間に答えを告げることができます.

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2乗和の公式は

F1^2+F2^2+F3^2+・・・+Fn^2=FnFn+1

となります

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フィボナッチ数は多くの性質をもっていて,以下にいくつか紹介しておきます.

  Fn・Fn+2=Fn+1^2−(−1)^n   (カッシーニの公式)

  F1+F2+F3+・・・+Fn=Fn+2−1

  F1+F3+F5+・・・+F2n-1=F2n

  F2+F4+F6+・・・+F2n=F2n+1−1

  F1^2+F2^2+F3^2+・・・+Fn^2=Fn・Fn+1

 有名な幾何学的パラドックス<64cm^2=65cm^2>は,「不思議の国のアリス」の作者であるルイス・キャロルが創ったとも,パズルの大御所であるサム・ロイドが創ったともいわれているパズルです.きっと,いろいろな本でみたことのある方も多いと思います.

 このトリックは一直線をなすように使われた2つの線分の傾き3/8,5/13の相違がわれわれの視力の限界外となる錯覚を利用したもので,もっと先の数,たとえば8/21とかを使えばより巧妙なトリックになります.公式

  Fn・Fn+2=Fn+1^2−(−1)^n

は,3つ並んだフィボナッチ数の真ん中の数の平方は前後の2つの数の積より1大きいか小さいかのどちらかで,このトリックパズルのもとになっています.

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  Fn+2= Fn+1+ Fn

  Fn+3=2Fn+1+ Fn

  Fn+4=3Fn+1+2Fn

  Fn+5=5Fn+1+3Fn

  ・・・・・・・・・・・

  Fn+k=FkFn+1+Fk-1Fn

ここで,k=n,2n,・・・とすると

  F2n=FnFn+1+Fn-1Fn

  F3n=F2nFn+1+F2n-1Fn

  ・・・・・・・・・・・・・・

よりFknはFnの倍数であることがわかります,

 いいかえれば,3つ目ごとのFnが偶数,4つ目ごとのFnはF4=3で割り切れ,5つ目ごとのFnはF5=5で割り切れます.

 1876年,リュカはさらにすごい式

  gcd(Fm,Fn)=Fgcd(m,n)

が成り立つことを証明しました.

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