■こんなところにもチェビシェフ多項式が現れる(その144)

【2】漸化式

   x^2−dy^2=4の最小解を(x1,y1),

   x^2−dy^2=−4の最小解を(r1,s1)

とおくと,漸化式

  cn+2 =x1cn+1−cn   (c=x,y,r,s)

  cn+2 =r1cn+1+cn   (c=t,u)

が成り立つ.

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【3】チェビシェフ多項式

  Cn(x)=2Tn(x/2)

  Sn(x)=Un(x/2)

と定義すると

  xn=Cn(x1),yn=y1Sn-1(x1)

  tn=C~n(t1),un=u1S~n-1(t1)

  xn=C~2n(t1),yn=u1C~2n-1(t1)

  rn=C~2n-1(r1),sn=s1S~2n-2(r1)

と表される.

C0(x)=2         C~0(x)=1        

C1(x)=x         C~1(x)=x        

C2(x)=x^2−2     C~2(x)=x^2+2     

C3(x)=x^3−3x    C~3(x)=x^3+3x    

C4(x)=x^4−4x^2+2 C~4(x)=x^4+4x^2+2

S0(x)=1         S~0(x)=1       

S1(x)=x         S~1(x)=x        

S2(x)=x^2−1     S~2(x)=x^2+1    

S3(x)=x^3−2x    S~3(x)=x^3+2x   

S4(x)=x^4−3x^2+1 S~4(x)=x^4+3x^2+1

 なお,

  α=(1+√5)/2,β=(1−√5)/2

とおくと,フィボナッチ数

  Fn=1/√5{α^n+1−β^n+1}

とリュカ数

  Ln=α^n+β^n

に対して,関係式

  Fn+1Fn-1−Fn^2=(−1)^n

  Ln+1Ln-1−Ln^2=5(−1)^n+1

  Cn(i)=i^nLn

  Sn(i)=i^nFn

が示される.

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