Обобщения чисел Фибоначчи

редактировать

В математике числа Фибоначчи образуют последовательность определено рекурсивно по:

F n = {0 n = 0 1 n = 1 F n - 1 + F n - 2 n>1 {\ displaystyle F_ {n} = {\ begin {case} 0 n = 0 \\ 1 n = 1 \\ F_ {n-1} + F_ {n-2} n>1 \ end {cases}}}{\displaystyle F_{n}={\begin{cases}0n=0\\1n=1\\F_{n-1}+F_{n-2}n>1 \ end {cases}}}

То есть после двух запусков значений, каждое число является суммой двух предыдущих чисел.

Последовательность Фибоначчи была тщательно изучена и обобщена многими способами, например, начав с других чисел, кроме 0 и 1, добавив более двух числа для генерации следующего числа или путем добавления объектов, отличных от чисел.

Содержание
  • 1 Расширение до отрицательных целых чисел
  • 2 Расширение до всех действительных или комплексных чисел
  • 3 Векторное пространство
  • 4 Подобное целое число sequ ences
    • 4.1 Целочисленные последовательности Фибоначчи
    • 4.2 Последовательности Люка
    • 4.3 Числа Фибоначчи высшего порядка
      • 4.3.1 Числа Трибоначчи
      • 4.3.2 Числа Тетраначчи
      • 4.3.3 Высшие порядки
  • 5 Слово Фибоначчи
  • 6 Свернутые последовательности Фибоначчи
  • 7 Другие обобщения
    • 7.1 N-сгенерированная последовательность Фибоначчи
    • 7.2 Полу-последовательность Фибоначчи
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки
Расширение на отрицательное целые числа

Использование F n - 2 = F n - F n - 1 {\ displaystyle F_ {n-2} = F_ {n} -F_ {n-1}}{\displaystyle F_{n-2}=F_{n}-F_{n-1}}, можно расширить числа Фибоначчи до отрицательных целых чисел. Итак, получаем:

... −8, 5, −3, 2, −1, 1, 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8,...

и F - n = (- 1) n + 1 F n {\ displaystyle F _ {- n} = (- 1) ^ {n + 1} F_ {n}}{\displaystyle F_{-n}=(-1)^{n+1}F_{n}}..

. См. Также Негафибоначчи.

Расширение на все действительные или комплексные числа

Существует ряд возможных обобщений чисел Фибоначчи, которые включают действительные числа (а иногда комплексные числа ) в их домене. Каждый из них включает золотое сечение φ и основан на формуле Бине

F n = φ n - (- φ) - n 5. {\ displaystyle F_ {n} = {\ frac {\ varphi ^ {n} - (- \ varphi) ^ {- n}} {\ sqrt {5}}}.}{\displaystyle F_{n}={\frac {\varphi ^{n}-(-\varphi)^{-n}}{\sqrt {5}}}.}

Аналитическая функция

Fe ⁡ (Икс) знак равно φ Икс - φ - Икс 5 {\ Displaystyle \ OperatorName {Fe} (х) = {\ гидроразрыва {\ varphi ^ {x} - \ varphi ^ {- x}} {\ sqrt {5}} }}{\displaystyle \operatorname {Fe} (x)={\frac {\varphi ^{x}-\varphi ^{-x}}{\sqrt {5}}}}

имеет свойство: Fe ⁡ (n) = F n {\ displaystyle \ operatorname {Fe} (n) = F_ {n}}{\ displaystyle \ operatorname {Fe} (n) = F_ {n}} для даже целые числа n {\ displaystyle n}n. Аналогичным образом аналитическая функция:

Fo ⁡ (x) = φ x + φ - x 5 {\ displaystyle \ operatorname {Fo} (x) = {\ frac {\ varphi ^ {x} + \ varphi ^ {- x}} {\ sqrt {5}}}}{\displaystyle \operatorname {Fo} (x)={\frac {\varphi ^{x}+\varphi ^{-x}}{\sqrt {5}}}}

удовлетворяет Fo ⁡ (n) = F n {\ displaystyle \ operatorname {Fo} (n) = F_ {n}}{\displaystyle \operatorname {Fo} (n)=F_{n}}для нечетных целых чисел n {\ displaystyle n}n.

Наконец, сложив их вместе, аналитическая функция

Fib ⁡ (x) = φ x - cos ⁡ (x π) φ - х 5 {\ displaystyle \ operatorname {Fib} (x) = {\ frac {\ varphi ^ {x} - \ cos (x \ pi) \ varphi ^ {- x}} {\ sqrt {5}}}}{\displaystyle \operatorname {Fib} (x)={\frac {\varphi ^{x}-\cos(x\pi)\varphi ^{-x}}{\sqrt {5}}}}

удовлетворяет Fib ⁡ (n) = F n {\ displaystyle \ operatorname {Fib} (n) = F_ {n}}{\displaystyle \operatorname {Fib} (n)=F_{n}}для всех целых чисел n {\ displaystyle n}n.

Поскольку Fib ⁡ (z + 2) = Fib ⁡ (z + 1) + Fib ⁡ (z) {\ displaystyle \ operatorname {Fib} (z + 2) = \ operatorname {Fib} (z + 1) + \ operatorname {Fib} (z)}{\displaystyle \operatorname {Fib} (z+2)=\operatorname {Fib} (z+1)+\operatorname {Fib} (z)}для всех комплексных чисел z {\ displaystyle z}z, эта функция также обеспечивает расширение последовательности Фибоначчи на всю комплексная плоскость. Следовательно, мы можем вычислить обобщенную функцию Фибоначчи комплексной переменной, например,

Fib ⁡ (3 + 4 i) ≈ - 5248,5 - 14195,9 i {\ displaystyle \ operatorname {Fib} (3 + 4i) \ приблизительно -5248,5 -14195.9i}{\ displaystyle \ имя оператора {Fib} (3 + 4i) \ приблизительно -5248.5-14195.9i}
Векторное пространство

Термин последовательность Фибоначчи также применяется в более общем смысле к любой функции g {\ displaystyle g}gиз целые числа в поле, для которого g (n + 2) = g (n) + g (n + 1) {\ displaystyle g (n + 2) = g (n) + g (n + 1)}{\displaystyle g(n+2)=g(n)+g(n+1)}. Эти функции в точности имеют вид g (n) = F (n) g (1) + F (n - 1) g (0) {\ displaystyle g (n) = F (n) g (1) + F (n-1) g (0)}{\displaystyle g(n)=F(n)g(1)+F(n-1)g(0)}, поэтому последовательности Фибоначчи образуют векторное пространство с функциями F (n) {\ displaystyle F (n)}F(n)и F (n - 1) {\ displaystyle F (n-1)}{\displaystyle F(n-1)}в качестве основы.

В более общем смысле, диапазон g {\ displaystyle g}gможет быть принят как любая абелева группа (рассматриваемая как Z- модуль ). Тогда последовательности Фибоначчи таким же образом образуют двумерный Z {\ displaystyle Z}Z-модуль.

Подобные целочисленные последовательности

Целочисленные последовательности Фибоначчи

Двумерный Z {\ displaystyle Z}Z-модуль Фибоначчи Целочисленные последовательности состоят из всех целочисленных последовательностей, удовлетворяющих g (n + 2) = g (n) + g (n + 1) {\ displaystyle g (n + 2) = g (n) + g (n +1)}{\displaystyle g(n+2)=g(n)+g(n+1)}. Выражаясь через два начальных значения, мы имеем:

g (n) = F (n) g (1) + F (n - 1) g (0) = g (1) φ n - (- φ) - N 5 + г (0) φ N - 1 - (- φ) 1 - N 5, {\ Displaystyle г (п) = F (N) г (1) + F (N-1) г (0) = г (1) {\ frac {\ varphi ^ {n} - (- \ varphi) ^ {- n}} {\ sqrt {5}}} + g (0) {\ frac {\ varphi ^ {n-1} - (- \ varphi) ^ {1-n}} {\ sqrt {5}}},}{\ displaystyle г (п) знак равно F (п) г (1) + F (п-1) г (0) = г (1) {\ гидроразрыва {\ varphi ^ {п} - (- \ varphi) ^ {- п }} {\ sqrt {5}}} + g (0) {\ frac {\ varphi ^ {n-1} - (- \ varphi) ^ {1-n}} {\ sqrt {5}}},}

где φ {\ displaystyle \ varphi}\varphi - золотое сечение.

Отношение между двумя последовательными элементами сходится к золотому сечению, за исключением случая последовательности, которая постоянно равна нулю, и последовательностей, где отношение двух первых членов составляет (- φ) - 1 {\ displaystyle (- \ varphi) ^ {- 1}}(-\varphi)^{-1}.

Последовательность можно записать в форме

a φ n + b (- φ) - n, {\ displaystyle a \ varphi ^ {n} + b (- \ varphi) ^ {- n},}{\displaystyle a\varphi ^{n}+b(-\varphi)^{-n},}

, где a = 0 {\ displaystyle a = 0}a=0тогда и только тогда, когда b = 0 {\ displaystyle b = 0}b = 0 . В этой форме простейший нетривиальный пример имеет a = b = 1 {\ displaystyle a = b = 1}a=b=1, который представляет собой последовательность чисел Люка :

L n = ф п + (- ф) - п. {\ displaystyle L_ {n} = \ varphi ^ {n} + (- \ varphi) ^ {- n}.}{\ displaystyle L_ {n} = \ varphi ^ {n} + (- \ varphi) ^ {- n}.}

У нас есть L 1 = 1 {\ displaystyle L_ {1} = 1}{\displaystyle L_{1}=1}и L 2 = 3 {\ displaystyle L_ {2} = 3}{\displaystyle L_{2}=3}. Свойства включают:

φ n = (1 + 5 2) n = L (n) + F (n) 5 2, L (n) = F (n - 1) + F (n + 1). {\ displaystyle {\ begin {align} \ varphi ^ {n} = \ left ({\ frac {1 + {\ sqrt {5}}} {2}} \ right) ^ {n} = {\ frac { L (n) + F (n) {\ sqrt {5}}} {2}}, \\ L (n) = F (n-1) + F (n + 1). \ End {выравнивается}} }{\displaystyle {\begin{aligned}\varphi ^{n}=\left({\frac {1+{\sqrt {5}}}{2}}\right)^{n}={\frac {L(n)+F(n){\sqrt {5}}}{2}},\\L(n)=F(n-1)+F(n+1).\end{aligned}}}

Каждая нетривиальная целочисленная последовательность Фибоначчи появляется (возможно, после сдвига на конечное число позиций) как одна из строк массива Wythoff. Сама последовательность Фибоначчи является первой строкой, а сдвиг последовательности Люка - второй строкой.

См. Также Целочисленные последовательности Фибоначчи по модулю n.

последовательности Люка

Другой Обобщение последовательности Фибоначчи - это последовательности Люка следующего вида:

U (0) = 0 U (1) = 1 U (n + 2) = PU (n + 1) - QU (n) {\ displaystyle {\ begin {align} U (0) = 0 \\ U (1) = 1 \\ U (n + 2) = PU (n + 1) -QU (n) \ end {align}}}{\displaystyle {\begin{aligned}U(0)=0\\U(1)=1\\U(n+2)=PU(n+1)-QU(n)\end{aligned}}},

где нормальная последовательность Фибоначчи является частным случаем P = 1 {\ displaystyle P = 1}{\displaystyle P=1}и Q = - 1 {\ displaystyle Q = -1}{\displaystyle Q=-1}. Другой вид последовательности Лукаса начинается с V (0) = 2 {\ displaystyle V (0) = 2}{\displaystyle V(0)=2}, V (1) = P {\ displaystyle V (1) = P}{\displaystyle V(1)=P}. Такие последовательности находят применение в теории чисел и доказательстве простоты.

Когда Q = - 1 {\ displaystyle Q = -1}{\displaystyle Q=-1}, эта последовательность называется P-последовательностью Фибоначчи, например, Последовательность Пелля также называется последовательностью 2-Фибоначчи .

Последовательность 3-Фибоначчи равна

0, 1, 3, 10, 33, 109, 360, 1189, 3927, 12970, 42837, 141481, 467280, 1543321, 5097243, 16835050, 55602393, 183642229, 606529080,... (последовательность A006190 в OEIS )

4-последовательность Фибоначчи равно

0, 1, 4, 17, 72, 305, 1292, 5473, 23184, 98209, 416020, 1762289, 7465176, 31622993, 133957148, 567451585, 2403763488,... (последовательность A001076 в OEIS )

5-последовательность Фибоначчи - это

0, 1, 5, 26, 135, 701, 3640, 18901, 98145, 509626, 2646275, 13741001, 71351280, 370497401, 1923838285, 9989688826,... (последовательность A052918 в OEIS )

6-последовательность Фибоначчи равна

0, 1, 6, 37, 228, 1405, 8658, 53353, 328776, 2026009, 12484830, 76934989, 474094764, 2921503573, 18003116202,... (с equence A005668 в OEIS )

n-константа Фибоначчи - это отношение, к которому соседний n {\ displaystyle n}n- Числа Фибоначчи имеют тенденцию; его также называют n-м металлическим средним, и это единственный положительный корень из x 2 - nx - 1 = 0 {\ displaystyle x ^ {2} -nx-1 = 0}{\displaystyle x^{2}-nx-1=0}. Например, случай n = 1 {\ displaystyle n = 1}n = 1 равен 1 + 5 2 {\ displaystyle {\ frac {1 + {\ sqrt {5}}} {2}}}{\frac {1+{\sqrt {5}}}{2}}, или золотое сечение, и случай n = 2 {\ displaystyle n = 2}n=2равен 1 + 2 {\ displaystyle 1 + {\ sqrt {2}}}1+{\sqrt {2}}, или коэффициент серебра. Обычно n {\ displaystyle n}nравен n + n 2 + 4 2 {\ displaystyle {\ frac {n + {\ sqrt {n ^ {2} +4 }}} {2}}}{\ displaystyle {\ frac {n + {\ sqrt {n ^ {2} +4}}} {2}}} .

Как правило, U (n) {\ displaystyle U (n)}{\ displaystyle U (n)} можно назвать (P, -Q) -последовательностью Фибоначчи, а V (n) можно назвать (P, -Q) -Последовательность Лукаса .

(1,2) -Последовательность Фибоначчи равна

0, 1, 1, 3, 5, 11, 21, 43, 85, 171, 341, 683, 1365, 2731, 5461, 10923, 21845, 43691, 87381, 174763, 349525, 699051, 1398101, 2796203, 5592405, 11184811, 22369621, 44739243, 89478485,... (последовательность A001045 в OEIS )

(1,3) -Последовательность Фибоначчи равна

1, 1, 4, 7, 19, 40, 97, 217, 508, 1159, 2683, 6160, 14209, 32689, 75316, 173383, 399331, 919480, 2117473, 4875913, 11228332, 25856071, 59541067,... (последовательность A006130 в OEIS )

. (2,2) -Последовательность Фибоначчи равна

0, 1, 2, 6, 16, 44, 120, 328, 896, 2448, 6688, 18272, 49920, 136384, 372608, 1017984, 2781184, 7598336, 20759040, 56714752,... (последовательность e A002605 в OEIS )

Последовательность (3,3) -Fibonacci равна

0, 1, 3, 12, 45, 171, 648, 2457, 9315, 35316, 133893, 507627, 1924560, 7296561, 27663363, 104879772, 397629405, 1507527531, 5715470808,... (последовательность A030195 в OEIS )

числа Фибоначчи высшего порядка

A Последовательность Фибоначчи порядка n представляет собой целочисленную последовательность, в которой каждый элемент последовательности является суммой предыдущих элементов n {\ displaystyle n}n(за исключением первого n {\ displaystyle n}nэлементов в последовательности). Обычные числа Фибоначчи представляют собой последовательность Фибоначчи порядка 2. Случаи n = 3 {\ displaystyle n = 3}n = 3и n = 4 {\ displaystyle n = 4}n=4были тщательно расследованы. Количество составов неотрицательных целых чисел на части, не превышающие n {\ displaystyle n}n, представляет собой последовательность Фибоначчи порядка n {\ displaystyle n}n. Последовательность строк из нулей и единиц длины m {\ displaystyle m}m, содержащих не более n {\ displaystyle n}nпоследовательных нулей, является также последовательность Фибоначчи порядка n {\ displaystyle n}n.

Эти последовательности, их предельные отношения и предел этих предельных соотношений были исследованы Марком Барром в 1913 году.

Числа Трибоначчи

Числа трибоначчи похожи на числа Фибоначчи, но вместо того, чтобы начинаться с двух заранее определенных членов, последовательность начинается с трех заранее определенных членов, и каждый член впоследствии представляет собой сумму предыдущие три условия. Первые несколько чисел трибоначчи:

0, 0, 1, 1, 2, 4, 7, 13, 24, 44, 81, 149, 274, 504, 927, 1705, 3136, 5768, 10609, 19513, 35890, 66012,… (последовательность A000073 в OEIS )

Впервые серия была официально описана Агрономофом в 1914 году, но ее первое непреднамеренное использование находится в Происхождении видов, написанном Чарльзом Р. Дарвином. рост популяции слонов, он опирался на расчеты, сделанные его сыном Джорджем Х. Дарвином. Термин трибоначчи был предложен Файнбергом в 1963 году.

постоянная трибоначчи

1 + 19 + 3 33 3 + 19 - 3 33 3 3 = 1 + 4 ch ⁡ (1 3 ch - 1 ⁡ (2 + 3 8)) 3 ≈ 1,839286755214161, {\ displaystyle {\ гидроразрыв {1 + {\ sqrt [{3}] {19 + 3 {\ sqrt {33}}}} + {\ sqrt [{3}] {19-3 {\ sqrt {33}}}}} {3 }} = {\ frac {1 + 4 \ cosh \ left ({\ frac {1}} \ cosh ^ {- 1} \ left (2 + {\ frac {3} {8}} \ right) \ right)} {3}} \ приблизительно 1,839286755214161,}{\ displaystyle {\ frac {1 + {\ sqrt [{3}] {19 + 3 {\ sqrt {33}) }}} + {\ sqrt [{3}] {19-3 {\ sqrt {33}}}}} {3}} = {\ frac {1 + 4 \ cosh \ left ({\ frac {1} { 3}} \ cosh ^ {- 1} \ left (2 + {\ frac {3} {8}} \ right) \ right)} {3}} \ приблизительно 1,839286755214161,} (последовательность A058265 в OEIS )

- это отношение, к которому соседние трибоначчи насчитывают десять d. Это корень многочлена x 3 - x 2 - x - 1 = 0 {\ displaystyle x ^ {3} -x ^ {2} -x-1 = 0}{\displaystyle x^{3}-x^{2}-x-1=0}и также удовлетворяет уравнению x + x - 3 = 2 {\ displaystyle x + x ^ {- 3} = 2}{\ displaystyle x + x ^ {- 3} = 2} . Это важно при изучении курносого куба .

. Обратная величина константы трибоначчи, выраженная соотношением ξ 3 + ξ 2 + ξ = 1 {\ displaystyle \ xi ^ {3} + \ xi ^ {2} + \ xi = 1}{\ displaystyle \ xi ^ {3} + \ xi ^ {2} + \ xi = 1} , можно записать как:

ξ = 17 + 3 33 3 - - 17 + 3 33 3 - 1 3 = 3 1 + 19 + 3 33 3 + 19 - 3 33 3 ≈ 0,543689012. {\ displaystyle \ xi = {\ frac {{\ sqrt [{3}] {17 + 3 {\ sqrt {33}}}} - {\ sqrt [{3}] {- 17 + 3 {\ sqrt {33}) }}}} - 1} {3}} = {\ frac {3} {1 + {\ sqrt [{3}] {19 + 3 {\ sqrt {33}}}} + {\ sqrt [{3} ] {19-3 {\ sqrt {33}}}}}} \ приблизительно 0,543689012.}{\displaystyle \xi ={\frac {{\sqrt[{3}]{17+3{\sqrt {33}} }}-{\sqrt[{3}]{-17+3{\sqrt {33}}}}-1}{3}}={\frac {3}{1+{\sqrt[{3}]{19+3{\sqrt {33}}}}+{\sqrt[{3}]{19-3{\sqrt {33}}}}}}\approx 0.543689012.}(последовательность A192918 в OEIS )

Числа трибоначчи также задано

T (n) = ⌊ 3 b (1 3 (a + + a - + 1)) nb 2-2 b + 4 ⌉ {\ displaystyle T (n) = \ left \ lfloor 3b \, { \ frac {\ left ({\ frac {1} {3}} \ left (a _ {+} + a _ {-} + 1 \ right) \ right) ^ {n}} {b ^ {2} -2b + 4}} \ right \ rceil}{\displaystyle T(n)=\left\lfloor 3b\,{\frac {\left({\frac {1}{3}}\left(a_{+}+a_{-}+1\right)\right)^{n}}{b^{2}-2b+4}}\right\rceil }

где ⌊ ⋅ ⌉ {\ displaystyle \ lfloor \ cdot \ rceil}{\displaystyle \lfloor \cdot \rceil }обозначает ближайшую целочисленную функцию и

a ± = 19 ± 3 33 3, b = 586 + 102 33 3. {\ Displaystyle {\ begin {выровнено} a _ {\ pm} = {\ sqrt [{3}] {19 \ pm 3 {\ sqrt {33 }}}} \,, \\ b = {\ sqrt [{3}] {586 + 102 {\ sqrt {33}}}} \,. \ end {align}}}{\displaystyle {\begin{aligned}a_{\pm }={\sqrt[{3}]{19\pm 3{\sqrt {33}}}}\,,\\b={\sqrt[{3}]{586+102{\sqrt {33}}}}\,.\end{aligned}}}

Числа Тетраначчи

числа тетраначчи начинаются с четырех заранее определенных членов, каждый член впоследствии является суммой предыдущих четырех членов. Первые несколько чисел тетраначчи:

0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 15, 29, 56, 108, 208, 401, 773, 1490, 2872, 5536, 10671, 20569, 39648, 76424, 147312, 283953, 547337, … (Последовательность A000078 в OEIS )

Константа тетраначчи - это отношение, к которому стремятся соседние числа тетраначчи. Это корень многочлена x 4 - x 3 - x 2 - x - 1 = 0 {\ displaystyle x ^ {4} -x ^ {3} -x ^ {2} -x-1 = 0 }{\displaystyle x^{4}-x^{3}-x^{2}-x-1=0}, приблизительно 1,927561975482925 OEIS : A086088, а также удовлетворяет уравнению x + x - 4 = 2 {\ displaystyle x + x ^ {- 4} = 2}{\displaystyle x+x^{-4}=2}.

Константа тетраначчи выражается в радикалах как

(p 1 + 1 4) + (p 1 + 1 4) 2 - 2 λ 1 p 1 (p 1 + 1 4) + 7 24 п 1 + 1 6 {\ displaystyle \ left (p_ {1} + {\ tfrac {1} {4}} \ right) + {\ sqrt {\ left (p_ {1} + {\ tfrac {1) } {4}} \ right) ^ {2} - {\ frac {2 \ lambda _ {1}} {p_ {1}}} \ left (p_ {1} + {\ tfrac {1} {4}} \ right) + {\ frac {7} {24p_ {1}}} + {\ tfrac {1} {6}}}}}{\displaystyle \left(p_{1}+{\tfrac {1}{4}}\right)+{\sqrt {\left(p_{1}+{\tfrac {1}{4}}\right)^{2}-{\frac {2\lambda _{1}}{p_{1}}}\left(p_{1}+{\tfrac {1}{4}}\right)+{\frac {7}{24p_{1}}}+{\tfrac {1}{6}}}}}

где

p 1 = λ 1 + 11 48, λ 1 = 3 1689 - 65 3 - 3 1689 + 65 3 12 2 3. {\ displaystyle {\ begin {align} p_ {1} = {\ sqrt {\ lambda _ {1} + {\ tfrac {11} {48}}}} \,, \\\ lambda _ {1} = {\ frac {{\ sqrt [{3}] {3 {\ sqrt {1689}} - 65}} - {\ sqrt [{3}] {3 {\ sqrt {1689}} + 65}}} { 12 {\ sqrt [{3}] {2}}}} \,. \ End {align}}}{\displaystyle {\begin{aligned}p_{1}={\sqrt {\lambda _{1}+{\tfrac {11}{48}}}}\,,\\\lambda _{1}={\frac {{\sqrt[{3}]{3{\sqrt {1689}}-65}}-{\sqrt[{3}]{3{\sqrt {1689}}+65}}}{12{\sqrt[{3}]{2}}}}\,.\end{aligned}}}

Высшие порядки

Были вычислены числа Пентаначчи, Гексаначчи и Гептаначчи. Числа пентаначчи:

0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 31, 61, 120, 236, 464, 912, 1793, 3525, 6930, 13624,… ( последовательность A001591 в OEIS )

чисел гексаначчи:

0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 248, 492, 976, 1936, 3840, 7617, 15109,… (последовательность A001592 в OEIS )

чисел Гептаначчи:

0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 127, 253, 504, 1004, 2000, 3984, 7936, 15808,… (последовательность A122189 в OEIS )

Числа Октаначчи:

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 255, 509, 1016, 2028, 4048, 8080, 16128,... (последовательность A079262 в OEIS )

числа Эннеаначчи:

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 511, 1021, 2040, 4076, 8144, 16272,... (последовательность A104144 в OEIS )

Предел отношения последовательных членов ряда n {\ displaystyle n}n-nacci стремится к корню уравнения x + x - n = 2 {\ displaystyl e x + x ^ {- n} = 2}{\displaystyle x+x^{-n}=2}(OEIS : A103814, OEIS : A118427, OEIS : A118428 ).

Альтернативная рекурсивная формула для предела отношения r {\ displaystyle r}rдвух последовательных n {\ displaystyle n}n-nacci числа могут быть выражены как

r = ∑ k = 0 n - 1 r - k {\ displaystyle r = \ sum _ {k = 0} ^ {n-1} r ^ {- k}}{\displaystyle r=\sum _{k=0}^{n-1}r^{-k}}.

особый случай n = 2 {\ displaystyle n = 2}n=2- традиционный ряд Фибоначчи, дающий золотое сечение φ = 1 + 1 φ {\ displaystyle \ varphi = 1 + {\ frac {1} {\ varphi}}}{\ displaystyle \ varphi Знак равно 1 + {\ frac {1} {\ varphi}}} .

Вышеприведенные формулы для отношения верны даже для n {\ displaystyle n}nсерий -nacci, созданных из произвольных чисел. Предел этого отношения равен 2 при увеличении n {\ displaystyle n}n. Последовательность «бесконечности», если ее можно описать, после бесконечного числа нулей дала бы последовательность

[..., 0, 0, 1,] 1, 2, 4, 8, 16, 32,…

которые являются просто степенью двойки.

Предел отношения для любого n>0 {\ displaystyle n>0}n>0 - положительный корень r {\ displaystyle r}rхарактеристического уравнения

xn - ∑ i = 0 n - 1 xi = 0. {\ displaystyle x ^ {n} - \ sum _ {i = 0} ^ {n-1} x ^ {i } = 0.}{\ displaystyle x ^ {n} - \ sum _ {i = 0} ^ {n-1} x ^ {i} = 0.}

Корень r {\ displaystyle r}rнаходится в интервале 2 (1-2 - n) < r < 2 {\displaystyle 2(1-2^{-n}){\ displaystyle 2 (1-2 ^ {- n}) <r <2} . Отрицательный корень характеристического уравнения находится в интервале (-1, 0), когда n {\ displaystyle n}nчетно. Этот корень и каждый комплексный корень характеристического уравнения имеет модуль 3 - n < | r | < 1 {\displaystyle 3^{-n}<|r|<1}{\displaystyle 3^{-n}<|r|<1}.

Ряд для положительного корня r {\ displaystyle r}rдля любого n>0 {\ displ aystyle n>0}n>0 равно

2 - 2 ∑ i>0 1 i ((n + 1) i - 2 i - 1) 1 2 (n + 1) i. {\ displaystyle 2-2 \ sum _ {i>0} {\ frac {1} {i}} {\ binom {(n + 1) i-2} {i-1}} {\ frac {1} { 2 ^ {(n + 1) i}}}.}{\displaystyle 2-2\sum _{i>0} {\ frac {1} {i}} {\ binom {(n + 1) i-2} {i-1} } {\ frac {1} {2 ^ {(n + 1) i}}}.}

Не существует решения характеристического уравнения в терминах радикалов, когда 5 ≤ n ≤ 11.

k-й элемент последовательности n-nacci дается выражением

F K (N) = ⌊ rk - 1 (r - 1) (n + 1) r - 2 n ⌉, {\ displaystyle F_ {k} ^ {(n)} = \ left \ lfloor {\ frac {r ^ {k-1} (r-1)} {(n + 1) r-2n}} \ right \ rceil,}{\ displaystyle F_ {k} ^ {(n)} = \ left \ lfloor {\ frac {r ^ {k-1} (r-1)} {(n + 1) r-2n }} \ right \ rceil,}

где ⌊ ⋅ ⌉ {\ displaystyle \ lfloor \ cdot \ rceil}{\displaystyle \lfloor \cdot \rceil }обозначает ближайшую целочисленную функцию, а r {\ displaystyle r}r- n {\ displaystyle n}n-nacci константа, которая является корнем x + x - n = 2 {\ displaystyle x + x ^ {- n} = 2}{\displaystyle x+x^{-n}=2}, ближайшего к 2.

A проблема подбрасывания монеты относится к n {\ displaystyle n}n-nacc я последовательность. Вероятность того, что n {\ displaystyle n}nпоследовательных хвостов не произойдет в m {\ displaystyle m}mподбрасывании идеализированной монеты, составляет 1 2 m F m + 2 (n) {\ displaystyle {\ frac {1} {2 ^ {m}}} F_ {m + 2} ^ {(n)}}{\displaystyle {\frac {1}{2^{m}}}F_{m+2}^{(n)}}.

слово Фибоначчи

In По аналогии со своим числовым эквивалентом, слово Фибоначчи определяется следующим образом:

F n: = F (n): = {bn = 0; a n = 1; F (N - 1) + F (N - 2) N>1. {\ displaystyle F_ {n}: = F (n): = {\ begin {cases} {\ text {b}} n = 0; \\ {\ text {a}} n = 1; \\ F (n -1) + F (n-2) n>1. \\\ end {cases}}}{\displaystyle F_{n}:=F(n):={\begin{cases}{\text{b}}n=0;\\{\text{a}}n=1;\\F(n-1)+F(n-2)n>1. \\\ end {ases}}}

где + {\ displaystyle +}+обозначает объединение двух строк. Последовательность строк Фибоначчи начинается:

b, a, ab, aba, abaab, abaababa, abaababaabaab,… (последовательность A106750 в OEIS )

Длина каждой строки Фибоначчи является числом Фибоначчи, и аналогично существует соответствующая строка Фибоначчи для каждого числа Фибоначчи.

Строки Фибоначчи появляются как входные данные для наихудшего случая в некоторых компьютерные алгоритмы.

Если «a» и «b» представляют два разных материала или длины атомных связей, структура, соответствующая строке Фибоначчи, является квазикристаллом Фибоначчи, апериодической квазикристаллической структурой с необычным спектром ral свойства.

Свернутые последовательности Фибоначчи

A Свернутые последовательности Фибоначчи получаются применением операции свертки к последовательности Фибоначчи один или несколько раз. В частности, определите

F n (0) = F n {\ displaystyle F_ {n} ^ {(0)} = F_ {n}}F_{n}^{{(0) }}=F_{n}

и

F n (r + 1) = ∑ i Знак равно 0 N F я F N - я (r) {\ displaystyle F_ {n} ^ {(r + 1)} = \ sum _ {i = 0} ^ {n} F_ {i} F_ {ni} ^ { (r)}}F_{n}^{{(r+1)}}=\sum _{{i=0}}^{n}F_{i}F_{{n-i}}^{{(r)}}

Первые несколько последовательностей:

r = 1 {\ displaystyle r = 1}r=1: 0, 0, 1, 2, 5, 10, 20, 38, 71,… (Последовательность A001629 в OEIS ).
r = 2 {\ displaystyle r = 2}r = 2 : 0, 0, 0, 1, 3, 9, 22, 51, 111,… (последовательность A001628 в OEIS ).
r = 3 {\ displaystyle r = 3}{\displaystyle r=3}: 0, 0, 0, 0, 1, 4, 14, 40, 105,… (последовательность A001872 в OEIS ).

Последовательности могут быть вычислены с использованием повторения

F n + 1 (r + 1) = F n (r + 1) + F n - 1 (r + 1) + F n (r) {\ displaystyle F_ {n + 1} ^ {(r + 1)} = F_ {n} ^ {(r + 1)} + F_ {n-1} ^ {(r + 1)} + F_ {n} ^ {(r)}}F_{{n+1}}^{{(r+1)}}=F_{n}^{{(r+1)}}+F_{{n-1}}^{{(r+1)}}+F_{n}^{{(r)}}

Производящая функция из r {\ displaystyle r}r-я свертка равна

s (r) (x) = ∑ k = 0 ∞ F n (r) xn = (x 1 - x - x 2) r. {\ displaystyle s ^ {(г)} (х) = \ sum _ {k = 0} ^ {\ inf ty} F_ {n} ^ {(r)} x ^ {n} = \ left ({\ frac {x} {1-xx ^ {2}}} \ right) ^ {r}.}s^{{(r)}}(x)=\sum _{{k=0}} ^{{\infty }}F_{n}^{{(r)}}x^{n}=\left({\frac {x}{1-xx^{2}}}\rig ht)^{r}.

последовательности связаны с последовательностью полиномов Фибоначчи соотношением

F n (r) = r! F n (r) (1) {\ displaystyle F_ {n} ^ {(r)} = r! F_ {n} ^ {(r)} (1)}F_{n}^{{(r)}}=r!F_{n}^{{(r)}}(1)

где F n (r) (x) {\ displaystyle F_ {n} ^ {(r)} (x)}{\displaystyle F_{n}^{(r)}(x)}- r {\ displaystyle r}r-я производная от F п (Икс) {\ Displaystyle F_ {п} (х)}F_n (x) . Эквивалентно, F n (r) {\ displaystyle F_ {n} ^ {(r)}}{\displaystyle F_{n}^{(r)}}- коэффициент при (x - 1) r {\ displaystyle (x-1) ^ {r}}{\ displaystyle (x-1) ^ {r}} когда F x (x) {\ displaystyle F_ {x} (x)}{\displaystyle F_{x}(x)}раскрывается в степени (x - 1) {\ displaystyle (x-1)}(x - 1).

Первая свертка, F n (1) {\ displaystyle F_ {n} ^ {(1)}}{\displaystyle F_{n}^{(1)}}может быть записана в терминах чисел Фибоначчи и Люка как

F n (1) = n L n - F n 5 {\ displaystyle F_ {n} ^ {(1)} = {\ frac {nL_ {n} -F_ {n} } {5}}}{\displaystyle F_{n}^{(1)}={\frac {nL_{n}-F_{n}}{5}}}

и следует повторению

F n + 1 (1) = 2 F n (1) + F n - 1 (1) - 2 F n - 2 (1) - F n - 3 (1). {\ Displaystyle F_ {n + 1} ^ {(1)} = 2F_ {n} ^ {(1)} + F_ {n-1} ^ {(1)} - 2F_ {n-2} ^ {(1)} - F_ {n-3} ^ {(1)}.}F_{{n+1}}^{{(1)}}=2F_{n}^{{(1)}}+F_{{n-1}}^{{(1)}}-2F_{{n-2}}^{{(1)}}-F_{{n-3}}^{{(1)}}.

Подобные выражения можно найти для r>1 {\ displaystyle r>1}r>1 с возрастающей сложностью как r {\ displaystyle rrувеличивается. Числа F n (1) {\ displaystyle F_ {n} ^ {(1)}}{\displaystyle F_{n}^{(1)}}представляют собой строчные суммы треугольника Хосои.

Как и в случае с числами Фибоначчи, существует несколько комбинаторных интерпретаций этих последовательностей. Например, F n (1) {\ displaystyle F_ {n} ^ {(1)}}{\displaystyle F_{n}^{(1)}}- количество способов n - 2 {\ displaystyle n-2}n - 2может быть записано как упорядоченная сумма, включающая только 0, 1 и 2, причем 0 используется ровно один раз. В частности, F 4 (1) = 5 {\ displaystyle F_ {4} ^ {(1)} = 5}{\ displaystyle F_ {4} ^ {(1)} = 5} и 2 можно записать 0 + 1 + 1, 0 + 2, 1 + 0 + 1, 1 + 1 + 0, 2 + 0.

Другие обобщения

Многочлены Фибоначчи - еще одно обобщение чисел Фибоначчи.

Последовательность Падована генерируется повторением P (n) = P (n - 2) + P (n - 3) {\ displaystyle P (n) = P (n-2) + P (n-3)}{\displaystyle P(n)=P(n-2)+P(n-3)}.

Последовательность коровы Нараяны генерируется повторением N (k) = N (k - 1) + N (k - 3) {\ displaystyle N (k) = N (k-1) + N (k-3)}{\displaystyle N(k)=N(k-1)+N(k-3)}.

A случайная последовательность Фибоначчи может быть определена путем подбрасывания монеты для каждой позиции n {\ displaystyle n}nпоследовательности и взяв F (n) = F (n - 1) + F (n - 2) {\ displaystyle F (n) = F (n-1) + F (n-2)}{\d isplaystyle F(n)=F(n-1)+F(n-2)}, если он упал головой и F (n) = F (n - 1) - F (n - 2) {\ displaystyle F (n) = F (n- 1) -F (n-2)}{\displaystyle F(n)=F(n-1)-F(n-2)}, если выпадет решка. Работа Фюрстенберга и Кестена гарантирует, что эта последовательность почти наверняка растет экспоненциально с постоянной скоростью: константа не зависит от подбрасывания монеты и была вычислена в 1999 г. Теперь он известен как константа Вишваната.

A repfigit, или число Кита, является целым числом, таким, что, когда его цифры начинают последовательность Фибоначчи с этим числом цифр, в конечном итоге достигается исходное число. Пример - 47, потому что последовательность Фибоначчи, начинающаяся с 4 и 7 (4, 7, 11, 18, 29, 47), достигает 47. Повторная фигура может быть последовательностью трибоначчи, если в числе 3 цифры, числом тетраначчи, если номер состоит из четырех цифр и т. д. Первые несколько изменений:

14, 19, 28, 47, 61, 75, 197, 742, 1104, 1537, 2208, 2580, 3684, 4788, 7385, 7647, 7909,… (Последовательность A007629 в OEIS )

Поскольку набор последовательностей, удовлетворяющих соотношению S (n) = S (n - 1) + S (n - 2) { \ displaystyle S (n) = S (n-1) + S (n-2)}{\displaystyle S(n)=S(n-1)+S(n-2)}закрывается при почленном сложении, а при почленном умножении на константу его можно рассматривать как вектор пространство. Любая такая последовательность однозначно определяется выбором двух элементов, поэтому векторное пространство является двумерным. Если мы сократим такую ​​последовательность как (S (0), S (1)) {\ displaystyle (S (0), S (1))}{\ displaystyle (S (0), S (1))} , последовательность Фибоначчи F (n) = (0, 1) {\ displaystyle F (n) = (0,1)}{\ displaystyle F (n) = (0,1)} и сдвинутый Фибоначчи последовательность F (n - 1) = (1, 0) {\ displaystyle F (n-1) = (1,0)}{\displaystyle F(n-1)=(1,0)}, как видно, формирует каноническую основу для этого пространства, что дает тождество:

S (n) = S (0) F (n - 1) + S (1) F (n) {\ displaystyle S (n) = S (0) F (n-1) + S (1) F (n)}{\ Displaystyle S (n) = S (0) F (n-1) + S (1) F (n)}

для всех таких последовательностей S. Например, если S - последовательность Люка 2, 1, 3, 4, 7, 11,..., то мы получаем

L ( n) = 2 F (n - 1) + F (n) {\ displaystyle L (n) = 2F (n-1) + F (n)}{\displaystyle L(n)=2F(n-1)+F(n)}.

N-сгенерированная последовательность Фибоначчи

Мы может определить N-сгенерированную последовательность Фибоначчи (где N - положительное рациональное число): если

N = 2 a 1 ⋅ 3 a 2 ⋅ 5 a 3 ⋅ 7 a 4 ⋅ 11 a 5 ⋅ 13 а 6 ⋅... ⋅ пррар, {\ displaystyle N = 2 ^ {a_ {1}} \ cdot 3 ^ {a_ {2}} \ cdot 5 ^ {a_ {3}} \ cdot 7 ^ {a_ {4}} \ cdot 11 ^ {a_ {5}} \ cdot 13 ^ {a_ {6}} \ cdot... \ cdot p_ {r} ^ {a_ {r}},}{\ displaystyle N = 2 ^ {a_ {1} } \ cdot 3 ^ {a_ {2}} \ cdot 5 ^ {a_ {3}} \ cdot 7 ^ {a_ {4}} \ cdot 11 ^ {a_ {5}} \ cdot 13 ^ {a_ {6} }\cdot...\cdot p_{r}^{a_{r}},}

где p r - это r-е простое число, то мы определяем

FN (n) = a 1 FN (n - 1) + a 2 FN (n - 2) + a 3 FN (n - 3) + a 4 FN (n - 4) + a 5 FN (n - 5) +... {\ Displaystyle F_ {N} (n) = a_ {1} F_ {N} (n-1) + a_ {2} F_ {N} (n-2) + a_ {3} F_ {N} (n- 3) + a_ {4} F_ {N} (n-4) + a_ {5} F_ {N} (n-5) +...}{\displaystyle F_{N}(n)=a_{1}F_{N}(n-1)+a_{2}F_{N}(n-2)+a_{3}F_{N}(n-3)+a_{4}F_{N}(n-4)+a_{5}F_{N}(n-5)+...}

Если n = r - 1 {\ displaystyle n = r-1}{\ displaystyle n = r-1} , тогда FN (n) = 1 {\ displaystyle F_ {N} (n) = 1}{\displaystyle F_{N}(n)=1}, и если n < r − 1 {\displaystyle n{\displaystyle n<r-1}, то FN (n) = 0 {\ displaystyle F_ {N} (n) = 0}{\ displaystyle F_ {N} (n) = 0} .

ПоследовательностьNOEIS последовательность
Последовательность Фибоначчи6A000045
Последовательность Пелла12A000129
Последовательность Якобсталя18A001045
Последовательность Трибоначчи30A000073
Последовательность Тетраначчи210A000288
последовательность Падована15A000931
последовательность коров Нараяны10A000930

последовательность полу-Фибоначчи

Полу-последовательность Фибоначчи (последовательность A030067 в OEIS ) определяется через ту же рекурсию для терминов с нечетным индексом a (2 n + 1) знак равно a (2 n) + a (2 n - 1) {\ displaystyle a (2n + 1) = a (2n) + a (2n-1)}{\displaystyle a(2n+1)=a(2n)+a(2n-1)}и a (1) = 1 {\ displaystyle a (1) = 1}{\displaystyle a(1)=1}, но для четных индексов a (2 n) = a (n) {\ displaystyle a (2n) = a (n)}{\displaystyle a(2n)=a(n)}, n ≥ 1 {\ displaystyle n \ geq 1}n\geq 1. Биссекция A030068 термов с нечетным индексом s (n) = a (2 n - 1) {\ displaystyle s (n) = a (2n-1)}{\displaystyle s(n)=a(2n-1)}поэтому проверяет s (n + 1) = s (n) + a (n) {\ displaystyle s (n + 1) = s (n) + a (n)}{\displaystyle s(n+1)=s(n)+a(n)}и строго увеличивается. Он дает набор чисел Фибоначчи

1, 2, 3, 5, 6, 9, 11, 16, 17, 23, 26, 35, 37, 48, 53, 69, 70, 87, 93., 116, 119, 145, 154,... (последовательность A030068 в OEIS )

, которая встречается как s (n) = a (2 k (2 n - 1)), k = 0, 1,... {\ displaystyle s (n) = a (2 ^ {k} (2n-1)), k = 0,1,...}{\displaystyle s(n)=a(2^{k}(2n-1)),k=0,1,...}.

Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-21 14:47:59
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте