Fibonacci-tal bildar en rekursionsdefinierad sekvens
för ett heltal .Det vill säga, med utgångspunkt från två initiala värden är varje tal lika med summan av de två föregående.
Fibonacci-sekvensen har studerats och generaliserats mycket på många sätt, som att börja sekvensen med andra tal än 0 eller 1, eller genom att lägga till fler än två föregående tal för att bilda nästa nummer. Den här artikeln beskriver olika förlängningar och generaliseringar av Fibonacci-tal.
Om du använder rekursion kan du utöka Fibonacci-talen till negativa tal. Vi får:
... −8, 5, −3, 2, −1, 1, 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, ...med den allmänna termformeln .
Se även Negafibonacci-siffror .
Det finns många möjliga generaliseringar som utökar Fibonacci-talen till de reella talen (och ibland till de komplexa talen ). De använder det gyllene snittet φ och är baserade på Binets formel
Analytisk funktion
har egenskapen att för jämna heltal n [1] . På samma sätt för den analytiska funktionen
gäller för alla udda heltal n .
Lägger vi ihop allt får vi den analytiska funktionen
för vilket gäller för alla heltal n [2] .
Eftersom för alla komplexa tal z ger denna funktion också en förlängning av Fibonacci-sekvensen för hela det komplexa planet. Således kan vi beräkna den generaliserade Fibonacci-funktionen för en komplex variabel, till exempel,
Termen Fibonacci-sekvens kan appliceras på vilken funktion g som helst som mappar en heltalsvariabel till något fält, för vilket . Dessa funktioner är exakt funktioner i formen , så Fibonacci-sekvenserna bildar ett vektorrum vars grund är funktionerna och .
Vilken Abelisk grupp som helst (som betraktas som en Z -modul ) kan tas som domän för funktionen g . Sedan bildar Fibonacci-sekvenserna en 2-dimensionell Z - modul.
Den 2-dimensionella Z - modulen av sekvenser av Fibonacci-heltal består av alla heltalssekvenser som uppfyller förhållandet . Uttryckt i termer av de två första initialvärdena får vi
där φ är det gyllene snittet.
Förhållandet mellan två på varandra följande element konvergerar till det gyllene snittet, förutom i fallet med en sekvens som består av nollor och sekvenser där förhållandet mellan de två första termerna är lika med .
Sekvensen kan skrivas som
där om och endast om . I den här formen är det enklaste icke-triviala exemplet och denna sekvens består av Lucas-tal :
Vi har och . Genomförde:
Varje icke-trivial sekvens av Fibonacci-heltal (möjligen efter en förskjutning med ett ändligt antal positioner) är en av raderna i Wythoff-tabellen . Själva Fibonacci-sekvensen är den första raden, och den förskjutna Lucas-sekvensen är den andra raden [3] .
Se även Sekvenser av Fibonacci-tal modulo n .
En annan generalisering av Fibonacci- sekvenser är Lucas-sekvenser , definierade enligt följande:
, , ,där den vanliga Fibonacci-sekvensen är ett specialfall med och . En annan Luke-sekvens börjar med , . Sådana sekvenser har tillämpningar inom talteori och primatitetstestning .
I fallet när kallas denna sekvens P -Fibonacci-sekvensen . Till exempel kallas Pell-sekvensen också för Fibonacci 2-sekvensen .
3-Fibonacci-sekvens
0, 1, 3, 10, 33, 109, 360, 1189, 3927, 12970, 42837, 141481, 467280, 1543321, 5097243, 16835052, 1697243, 168355602, 168355602, 69 sekvens , 5097243 , 168355602, 69 5020, 69 5020, ...4-Fibonacci-sekvens
0, 1, 4, 17, 72, 305, 1292, 5473, 23184, 98209, 416020, 1762289, 7465176 , 31622993 .5-Fibonacci-sekvens
0, 1, 5, 26, 135, 701, 3640, 18901, 98145, 509626, 2646275, 13741001 , 71351280 .6-Fibonacci-sekvens
0, 1, 6, 37, 228, 1405, 8658, 53353, 328776, 2026009, 12484830, 76934989 , 474094764 .n -Fibonacci-konstanten är det värde till vilket förhållandet mellan intilliggande tal i n - Fibonacci-sekvensen tenderar. Det kallas också det n : te förhållandet av värdefull metall och är den enda positiva roten av ekvationen. Till exempel, i falletär konstanten, eller det gyllene snittet , och i falletär konstanten 1 + √ 2 , eller silversektionen . För det allmänna fallet är n -konstanten.
I det allmänna fallet kan det kallas - Fibonacci-sekvensen , eller det kan kallas Lucas -sekvensen .
(1,2)-Fibonacci-sekvens
0 1 1 3 5 11 21 43 85 171 341 683 1365 2731 5461 10923 21845 43691 87381 174763 349525 6991825 6991051 3111 371 341 261 241 349 240 240 369 250 2400 2600 2400 2400 2400 24000(1,3)-Fibonacci-sekvens
sekvens A006130 i OEIS(2,2)-Fibonacci-sekvens
0, 1, 2, 6, 16, 44, 120, 328, 896, 2448, 6688, 18272, 49920, 136384, 372608, 1017984, 27811984, 27811984, 705, 705, 701, 605, 601, 601, 605, 601, 601, 601, 601, 501, 501, 501, 601, 600, 601, 601, 600, 601, 600, 500, 500, 500, 500, 500, 500 , 500(3,3)-Fibonacci-sekvens
0, 1, 3, 12, 45, 171, 648, 2457, 9315, 35316, 133893, 507627, 1924560, 7296561, 276663363, 104879772, 397629405, 1507527531, 5715470808, ... sequence A030195 in OEISFibonacci-sekvensen av ordning n är en sekvens av heltal där varje element är summan av de föregående n elementen (exklusive de första n elementen i sekvensen). Vanliga Fibonacci-nummer är av ordning 2. Fallen och är noggrant utredda. Antalet faktoriseringar av icke-negativa heltal till delar som inte överstiger n är Fibonacci-sekvensen av ordningen n . Efterföljaren till antalet strängar av 0 och 1 av längden m som innehåller högst n på varandra följande nollor är också en Fibonacci-sekvens av ordningen n .
Dessa sekvenser, deras termrelationsgränser och deras termrelationsgränser studerades av Mark Barr 1913 [4] .
Tribonacci-nummerTribonacci-tal liknar Fibonacci-tal, men istället för två fördefinierade tal börjar sekvensen med tre tal, och varje nästa term är summan av de tre föregående:
0 , 0 , 1 , 1 , 2 , 4 , 7 , 13 , 24 , 44 , 81 , 149 , 274 , 504 , 927 , 1705 , 3136 , 5768 , 10609 , 10619 , 0 5 0 , 0 5 0 , 0 5 0 , 0 , 10 , 6 , 6 , 6 , 10Tribonacci konstant
sekvens A058265 i OEISär det värde som förhållandet mellan två angränsande tribonaccital tenderar mot. Talet är roten till polynomet och uppfyller även ekvationen . Tribonacci-konstanten är viktig i studiet av snubbkuben .
Den reciproka av tribonacci-konstanten , uttryckt som ett förhållande , kan skrivas som:
Tribonacci-tal ges också av formeln [5]
,där ⌊ • ⌉ betyder närmaste heltal och
. Tetranacci-nummerTetranaccitalen börjar med fyra fördefinierade termer, och varje nästa term beräknas som summan av de föregående fyra termerna i sekvensen. De första tetranacci-talen:
0,0,0,1,1,2,4,8,15,29,56,108,208,401,773,1490,2872,5536,10671,20569,39648,76424,147312,283953_4_ 7_ 3953_5 _ _ _ _ _ _ (sekvens A000078 i OEIS )Tetranacci-konstanten är det värde till vilket förhållandet mellan angränsande medlemmar av tetranacci-sekvensen tenderar. Denna konstant är roten till polynomet och är ungefär lika med 1,927561975482925 A086088 och uppfyller ekvationen .
Tetranacci-konstanten uttrycks i termer av radikaler [6]
var
Högre orderAntalet pentanacci (5:e ordningen), hexanacci (6:e ordningen) och heptanacci (7:e ordningen) beräknades.
Pentanacci-nummer (5:e ordningen):
0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 31, 61, 120, 236, 464, 912, 1793, 3525, 6930, 13624, ... OEIS - sekvens A001591Hexanacci-tal (6:e ordningen):
0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 248, 492, 976, 1936, 3840, 7617, 15109, ... OEIS sekvens A0015Heptanacci-tal (7:e ordningen):
0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 127, 253, 504, 1004, 2000, 3984, 7936, 15808, ... 218 sekvens A1Octanacci-tal (8:e ordningen):
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 255, 509, 1016, 2028, 4048, 8080, 16128, ... sekvens A079262 i OEISNonacci-nummer (9:e ordningen):
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 511, 1021, 2040, 4076, 8144, 16272,. .sekvens A104144 i OEISGränsen för förhållandet mellan successiva termer i en n -nacci-sekvens tenderar mot roten av ekvationen ( A103814 , A118427 , A118428 ).
Alternativ rekursiv formel för gränsen för förhållandet r för två på varandra följande n -nacci- tal
.Ett specialfall är den traditionella Fibonacci-sekvensen och ger det gyllene snittet .
Ovanstående kvotformler är giltiga för n -nacci-sekvenser genererade från godtyckliga tal. Gränsen för detta förhållande är 2 eftersom n tenderar mot oändligheten. Talföljden "oändligt-nacci", om du försöker beskriva den, ska börja med ett oändligt antal nollor, varefter det ska finnas en sekvens
[..., 0, 0, 1,] 1, 2, 4, 8, 16, 32, …,det vill säga helt enkelt tvåpotenser.
Sekvensgränsen för någon är en positiv rot av den karakteristiska ekvationen r [6]
Roten r ligger i intervallet . Den negativa roten av den karakteristiska ekvationen ligger i intervallet (−1, 0) om n är jämnt. Denna rot och varje komplex rot i den karakteristiska ekvationen har en modul [6] .
Sekvens för en positiv rot r för någon [6]
Det finns ingen lösning av den karakteristiska ekvationen i termer av radikaler om [6] .
det k -te elementet i n -nacci-sekvensen ges av formeln
där ⌊ • ⌉ betyder närmaste heltal och r är n -nacci-konstanten som är roten närmast 2 [7] .
Myntkastningsproblemet är relaterat till n -nacci-sekvensen. Sannolikheten att svansar inte kommer upp n på varandra följande gånger i m kast av ett idealiskt mynt är [8] .
I analogi med den numeriska analogen definieras ordet Fibonacci som
där + betyder sammanlänkningen av två strängar. Fibonacci-strängsekvensen börjar med
b, a, ab, aba, abaab, abaababa, abaababaabaab, … OEIS - sekvens A106750Längden på varje Fibonacci-sträng är lika med Fibonacci-talet och för varje Fibonacci-nummer finns det en Fibonacci-sträng.
Fibonacci-strängar visar sig vara värsta tänkbara indata för vissa algoritmer .
Om "a" och "b" representerar två olika material eller atombindningslängder, är strukturen som motsvarar Fibonacci-strängen en Fibonacci -kvasikristall , en icke-periodisk kvasikristallstruktur med ovanliga spektrala egenskaper.
Den vikta Fibonacci-sekvensen erhålls genom att tillämpa veckoperationen på Fibonacci-sekvensen en eller flera gånger. Definiera [9] :
och
De första sekvenserna
r = 1: 0, 0, 1, 2, 5, 10, 20, 38, 71, ... A001629 . r = 2: 0, 0, 0, 1, 3, 9, 22, 51, 111, ... A001628 . r = 3: 0, 0, 0, 0, 1, 4, 14, 40, 105, ... A001872 .Sekvenser kan beräknas med den rekursiva formeln
Den genererande funktionen för den r:e faltningen är
Sekvenserna är relaterade till sekvensen av Fibonacci-polynom relationen
var är den r:e derivatan av . Motsvarande är en koefficient när den expanderas som summan av potenserna av .
Den första faltningen kan skrivas i termer av Fibonacci- och Lucas-tal
och tillfredsställer återfallsrelationen
Ett liknande uttryck kan hittas för r > 1 , med ökande komplexitet när r växer . Siffrorna är summorna över raderna i Hosoya-triangeln .
Precis som med Fibonacci-tal finns det några kombinatoriska tolkningar av dessa sekvenser. Till exempel är antalet sätt att skriva n − 2 som en ordnad summa av talen 0, 1 och 2, där 0 används exakt en gång. Speciellt och 4 - 2 = 2 kan skrivas som 0 + 1 + 1 , 0 + 2 , 1 + 0 + 1 , 1 + 1 + 0 , 2 + 0 . [tio]
Fibonacci-polynom är en annan generalisering av Fibonacci-tal.
Padovansekvensen bildas av återfallsrelationen .
Den slumpmässiga Fibonacci-sekvensen kan definieras som att kasta ett mynt för varje position n i sekvensen och ett valnär det gäller huvuden ochsvansar. Enligt Furstenbergs och Kestens arbete växer denna sekvens nästan säkert exponentiellt i konstant takt. Tillväxthastighetskonstanten beräknades 1999 av Diwakar Viswanath och är känd som " Viswanath-konstanten ".
Repfigit , eller Keiths nummer , är ett heltal som är resultatet av Fibonacci-sekvensen som börjar med en sekvens av tal som representerar siffrorna i numret. Till exempel, för talet 47, börjar Fibonacci-sekvensen med 4 och 7 och innehåller 47 som den sjätte termen ( (4, 7, 11, 18, 29, 47) ). Valnumret kan erhållas som en tribonacci-sekvens om det innehåller 3 siffror, som en tetranacci-sekvens om numret innehåller 4 siffror, etc. Valens första siffror är:
14, 19, 28, 47, 61, 75, 197, 742, 1104, 1537, 2208, 2580, 3684, 4788, 7385, 7647, 7909, ... OEIS sekvens A007Eftersom uppsättningen av sekvenser som uppfyller relationen är stängd under elementvis addition och multiplikation med en konstant, kan den betraktas som ett vektorrum . Varje sådan sekvens bestäms unikt av ett val av två element, så vektorutrymmet är tvådimensionellt. Om vi betecknar en sådan sekvens med (de första två termerna i sekvensen), kommer Fibonacci-talen och de förskjutna Fibonacci-talen att vara den kanoniska grunden för detta utrymme
för alla sådana sekvenser S . Till exempel, om S är Lucas-sekvensen 2, 1, 3, 4, 7, 11, ... , har vi
.Vi kan definiera en N -genererad Fibonacci-sekvens (där N är ett positivt rationellt tal).
Om en
där P r är det r: te primtal, definierar vi
Om , vi antar , och i fall , vi antar .
Efterföljd | N | OEIS -sekvens |
---|---|---|
Fibonacci-sekvens | 6 | A000045 |
Pell sekvens | 12 | A000129 |
Jacobsthal sekvens | arton | A001045 |
Tribonacci-sekvens | trettio | A000073 |
Tetranacci-sekvens | 210 | A000288 |
Padovan sekvens | femton | A000931 |
Den semi-fibbonacianska sekvensen ( A030067 ) definieras av samma rekursiva formel för termer med udda index och , men för jämna index krävs , . De distingerade udda termerna ( A030068 ) uppfyller ekvationen och ökar strikt. De ger många semi-fibonacci-tal
1, 2, 3, 5, 6, 9, 11, 16, 17, 23, 26, 35, 37, 48, 53, 69, 70, 87, 93, 116, 119, 145, 154, ... sekvens A030068 i OEIS _för vilken formeln är sann .
fibonacci | |
---|---|
Böcker |
|
teorier | |
Relaterade ämnen |
|