กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 28 นาที

การสรุปทั่วไปของจำนวนฟิโบนาชชี

เปลี่ยนเส้นทางไปยังส่วนต่างๆ

กล่าวคือ หลังจากค่าเริ่มต้นสองค่าแล้ว แต่ละจำนวนจะเป็นผลรวมของจำนวนสองค่าก่อนหน้า

การสรุปทั่วไปของจำนวนฟิโบนาชชี

ในทางคณิตศาสตร์ตัวเลขฟิโบนาชชีเป็นลำดับที่กำหนดแบบเวียนเกิดได้ดังนี้:

เอฟn={0n=01n=1เอฟn1+เอฟn2n>1{\displaystyle F_{n}={\begin{cases}0&n=0\\1&n=1\\F_{n-1}+F_{n-2}&n>1\end{cases}}}

กล่าวคือ หลังจากค่าเริ่มต้นสองค่าแล้ว แต่ละจำนวนจะเป็นผลรวมของจำนวนสองค่าก่อนหน้า

ลำดับฟิโบนาชชีได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางและนำไปประยุกต์ใช้ในหลายๆ ด้าน ตัวอย่างเช่น การเริ่มต้นด้วยตัวเลขอื่นๆ ที่ไม่ใช่ 0 และ 1 การบวกตัวเลขมากกว่าสองตัวเพื่อสร้างตัวเลขถัดไป หรือการบวกวัตถุอื่นๆ ที่ไม่ใช่ตัวเลข

การขยายไปสู่จำนวนเต็มลบ

การใช้เอฟn2=เอฟnเอฟn1{\displaystyle F_{n-2}=F_{n}-F_{n-1}}เราสามารถขยายลำดับฟิโบนาชี่ไปสู่จำนวนเต็ม ลบ ได้ ดังนั้นเราจะได้:

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

และเอฟn=(1)n+1เอฟn{\displaystyle F_{-n}=(-1)^{n+1}F_{n}} . [ 1 ]

ดูเพิ่มเติมที่การเข้ารหัสเนกาฟิโบนาชชี

ขยายไปสู่จำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อนทั้งหมด

มีรูปแบบทั่วไปหลายแบบของจำนวนฟิโบนาชี่ที่รวมจำนวนจริง (และบางครั้งก็จำนวนเชิงซ้อน ) ไว้ในโดเมน แต่ละรูปแบบเกี่ยวข้องกับอัตราส่วนทองคำφและอิงตามสูตรของบิเนต์

เอฟn=φn(φ)n5{\displaystyle F_{n}={\frac {\varphi ^{n}-(-\varphi )^{-n}}{\sqrt {5}}}} .

ฟังก์ชันวิเคราะห์

เฟ(x)=φxφx5{\displaystyle \operatorname {Fe} (x)={\frac {\varphi ^{x}-\varphi ^{-x}}{\sqrt {5}}}}

มีคุณสมบัติที่เฟ(n)=เอฟn{\displaystyle \operatorname {Fe} (n)=F_{n}}สำหรับจำนวนเต็มคู่n{\displaystyle n}[ 2 ]ในทำนองเดียวกัน ฟังก์ชันวิเคราะห์ :

โฟ(x)=φx+φx5{\displaystyle \operatorname {Fo} (x)={\frac {\varphi ^{x}+\varphi ^{-x}}{\sqrt {5}}}}

พอใจโฟ(n)=เอฟn{\displaystyle \operatorname {Fo} (n)=F_{n}}สำหรับจำนวนเต็มคี่n{\displaystyle n} .

สุดท้าย เมื่อนำสิ่งเหล่านี้มารวมกัน จะได้ฟังก์ชันวิเคราะห์

ไฟบ(x)=φxคอส(xπ)φx5{\displaystyle \operatorname {Fib} (x)={\frac {\varphi ^{x}-\cos(x\pi )\varphi ^{-x}}{\sqrt {5}}}}

พอใจไฟบ(n)=เอฟn{\displaystyle \operatorname {Fib} (n)=F_{n}}สำหรับจำนวนเต็มทั้งหมดn{\displaystyle n}[ 3 ]

เนื่องจากไฟบ(z+2)=ไฟบ(z+1)+ไฟบ(z){\displaystyle \operatorname {Fib} (z+2)=\operatorname {Fib} (z+1)+\operatorname {Fib} (z)}สำหรับจำนวนเชิงซ้อนทั้งหมดz{\displaystyle z}นอกจากนี้ฟังก์ชันนี้ยังขยายลำดับฟิโบนาชชีไปยังระนาบเชิงซ้อนทั้งหมด ดังนั้นเราจึงสามารถคำนวณฟังก์ชันฟิโบนาชชีทั่วไปของตัวแปรเชิงซ้อนได้ ตัวอย่างเช่น

ไฟบ(3+4ฉัน)5248.514195.9ฉัน{\displaystyle \operatorname {Fib} (3+4i)\approx -5248.5-14195.9i}

อย่างไรก็ตาม ส่วนขยายนี้ไม่ได้เป็นเอกลักษณ์แต่อย่างใด ตัวอย่างเช่น ไม่ว่าจะเป็น

ไฟบ(x)=φxคอส(เคxπ)φx5{\displaystyle \operatorname {Fib} (x)={\frac {\varphi ^{x}-\cos(kx\pi )\varphi ^{-x}}{\sqrt {5}}}}หรือ
ไฟบ(x)=φxเอ็กซ์(ฉันเคxπ)φx5{\displaystyle \operatorname {Fib} (x)={\frac {\varphi ^{x}-\exp(ikx\pi )\varphi ^{-x}}{\sqrt {5}}}}

สำหรับจำนวนเต็มคี่k ใดๆ จะเป็นการขยายลำดับเลขฟิโบนาชชีไปยังระนาบเชิงซ้อนทั้งหมด เช่นเดียวกับการรวมเชิงเส้น ใดๆ ของจำนวนเหล่านั้นซึ่งผลรวมของสัมประสิทธิ์เท่ากับ 1

ปริภูมิเวกเตอร์

คำว่าลำดับฟิโบนาชชียังถูกนำไปใช้ในความหมายทั่วไปกับฟังก์ชัน ใดๆ อีกด้วยจี{\displaystyle g}จากจำนวนเต็มไปยังฟิลด์ซึ่งจี(n)=จี(n1)+จี(n2){\displaystyle g(n)=g(n-1)+g(n-2)}ฟังก์ชันเหล่านี้มีรูปแบบดังนี้1{\displaystyle {1}}ดังนั้นลำดับฟิโบนาชชีจึงก่อให้เกิดปริภูมิเวกเตอร์ที่มีฟังก์ชันต่างๆเอฟ(n){\displaystyle F(n)}และเอฟ(n1){\displaystyle F(n-1)}เป็นพื้นฐาน

โดยทั่วไปแล้ว ช่วงของจี{\displaystyle g}อาจถือได้ว่าเป็นกลุ่มอาเบเลียน ใดๆ (ซึ่งถือว่าเป็นโมดูลZ ) จากนั้นลำดับฟิโบนาชชี ก็ จะก่อตัวเป็นโมดูล Zสองมิติในลักษณะเดียวกัน

ลำดับจำนวนเต็มที่คล้ายกัน

ลำดับจำนวนเต็มฟิโบนาชชี

แบบ 2 มิติ{\displaystyle \mathbb {Z} }-โมดูลของลำดับจำนวนเต็ม ฟิโบนาชชี ประกอบด้วยลำดับจำนวนเต็มทั้งหมดที่สอดคล้องกับจี(n)=จี(n1)+จี(n2){\displaystyle g(n)=g(n-1)+g(n-2)}เมื่อแสดงในรูปของค่าเริ่มต้นสองค่า เราจะได้:

จี(n)=เอฟ(n)จี(1)+เอฟ(n1)จี(0)=จี(1)φn(φ)n5+จี(0)φn1(φ)1n5,{\displaystyle g(n)=F(n)g(1)+F(n-1)g(0)=g(1){\frac {\varphi ^{n}-(-\varphi )^{-n}}{\sqrt {5}}}+g(0){\frac {\varphi ^{n-1}-(-\varphi )^{1-n}}{\sqrt {5}}},}

ที่ไหนφ{\displaystyle \varphi }คืออัตราส่วนทองคำ

อัตราส่วนระหว่างองค์ประกอบสองตัวที่อยู่ติดกันจะลู่เข้าสู่อัตราส่วนทองคำ ยกเว้นในกรณีของลำดับที่มีค่าเป็นศูนย์ตลอดเวลา และลำดับที่อัตราส่วนของสองพจน์แรกคือ(φ)1{\displaystyle (-\varphi )^{-1}} .

ลำดับดังกล่าวสามารถเขียนได้ในรูปแบบ

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

ซึ่งเอ=0{\displaystyle a=0}ก็ต่อเมื่อ=0{\displaystyle b=0}ในรูปแบบนี้ ตัวอย่างที่ไม่ธรรมดาที่ง่ายที่สุดมีเอ==1{\displaystyle a=b=1}ซึ่งเป็นลำดับของเลขลูคัส :

แอลn=φn+(φ)n{\displaystyle L_{n}=\varphi ^{n}+(-\varphi )^{-n}} .

เรามีแอล1=1{\displaystyle L_{1}=1}และแอล2=3{\displaystyle L_{2}=3}คุณสมบัติต่างๆ ได้แก่ :

φn=(1+52)n=แอล(n)+เอฟ(n)52,แอล(n)=เอฟ(n1)+เอฟ(n+1).{\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}}}

ลำดับจำนวนเต็มฟิโบนาชชีที่ไม่ใช่ลำดับธรรมดาทุกลำดับจะปรากฏ (อาจหลังจากเลื่อนด้วยจำนวนตำแหน่งที่จำกัด) เป็นหนึ่งในแถวของอาร์เรย์ Wythoffลำดับฟิโบนาชชีเองเป็นแถวแรก และการเลื่อนของลำดับลูคัสเป็นแถวที่สอง[ 4 ]

ดูเพิ่มเติมที่ ลำดับจำนวนเต็มฟิโบนาชชีโมดูลัn

ลำดับของลูคัส

ลำดับ ลูคัสเป็นลำดับทั่วไปอีกรูปแบบหนึ่งของลำดับฟิโบนาชี่ซึ่งนิยามได้ดังนี้:

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

โดยที่ลำดับฟิโบนาชี่ปกติเป็นกรณีพิเศษของพี=1{\displaystyle P=1}และคิว=1{\displaystyle Q=-1}ลำดับลูคั สอีกแบบหนึ่งเริ่มต้นด้วยวี(0)=2{\displaystyle V(0)=2}, วี(1)=พี{\displaystyle V(1)=P}ลำดับดังกล่าวมีประโยชน์ในการประยุกต์ใช้ในทฤษฎีจำนวนและการพิสูจน์ความเป็นจำนวนเฉพาะ

เมื่อคิว=1{\displaystyle Q=-1}ลำดับนี้เรียกว่าลำดับฟิโบนาชชีPตัวอย่างเช่นลำดับเพลล์ (Pell sequence )เรียกอีกอย่างว่าลำดับฟิโบนาชชี 2 (2-Fibonacci sequence )

ลำดับฟิโบนาชี่ 3คือ

0, 1, 3, 10, 33, 109, 360, 1189, 3927, 12970, 42837, 141481, 467280, 1543321, 5097243, 16835050, 55602393, 183642229, 606529080, ... (ลำดับA006190ในOEIS )

ลำดับฟิโบนาชี่ 4คือ

0, 1, 4, 17, 72, 305, 1292, 5473, 23184, 98209, 416020, 1762289, 7465176, 31622993, 133957148, 567451585, 2403763488, ... (ลำดับA001076ในOEIS )

ลำดับฟิโบนาชี่ 5คือ

0, 1, 5, 26, 135, 701, 3640, 18901, 98145, 509626, 2646275, 13741001, 71351280, 370497401, 1923838285, 9989688826, ... (ลำดับA052918ในOEIS )

ลำดับฟิโบนาชี่ 6คือ

0, 1, 6, 37, 228, 1405, 8658, 53353, 328776, 2026009, 12484830, 76934989, 474094764, 2921503573, 18003116202, ... (ลำดับA005668ในOEIS )

ค่า คงที่ k -Fibonacciคืออัตราส่วนที่ค่าคงที่ที่อยู่ติดกันมีค่าเข้าใกล้ค่าคงที่ k มากขึ้นเค{\displaystyle k}- ตัวเลขฟิโบนาชี่มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ หรือเรียกอีกอย่างว่าค่าเฉลี่ยโลหะลำดับที่kและเป็นราก บวกเพียงรากเดียว ของx2เคx1=0{\displaystyle x^{2}-kx-1=0}ตัวอย่างเช่น กรณีของเค=1{\displaystyle k=1}คือ1+52{\displaystyle {\frac {1+{\sqrt {5}}}{2}}}หรืออัตราส่วนทองคำและกรณีของเค=2{\displaystyle k=2}คือ1+2{\displaystyle 1+{\sqrt {2}}}หรืออัตราส่วนของเงินโดยทั่วไป กรณีของเค{\displaystyle k}คือเค+เค2+42{\displaystyle {\frac {k+{\sqrt {k^{2}+4}}}{2}}}[ 5 ]

โดยทั่วไป,ยู(n){\displaystyle U(n)}สามารถเรียกว่า ลำดับ ( P , −Q ) -Fibonacciและ V ( n )สามารถเรียกว่าลำดับ( P , −Q ) -Lucas

ลำดับฟิโบนาชชี (1,2)คือ

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, ... (ลำดับA001045ในOEIS )

ลำดับฟิโบนาชชี (1,3)คือ

1, 1, 4, 7, 19, 40, 97, 217, 508, 1159, 2683, 6160, 14209, 32689, 75316, 173383, 399331, 919480, 2117473, 4875913, 11228332, 25856071, 59541067, ... (ลำดับA006130ในOEIS )

ลำดับฟิโบนาชชี (2,2)คือ

0, 1, 2, 6, 16, 44, 120, 328, 896, 2448, 6688, 18272, 49920, 136384, 372608, 1017984, 2781184, 7598336, 20759040, 56714752, ... (ลำดับA002605ในOEIS )

ลำดับฟิโบนาชชี (3,3)คือ

0, 1, 3, 12, 45, 171, 648, 2457, 9315, 35316, 133893, 507627, 1924560, 7296561, 27663363, 104879772, 397629405, 1507527531, 5715470808, ... (ลำดับA030195ในOEIS )

ลำดับฟิโบนาชี่ที่สูงขึ้น

ลำดับฟิโบนาชี่ลำดับkหรือเรียกอีกอย่างว่าลำดับk- แนชชี่ คือลำดับจำนวนเต็มที่แต่ละองค์ประกอบในลำดับเป็นผลรวมขององค์ประกอบก่อนหน้าเค{\displaystyle k}องค์ประกอบ (ยกเว้นองค์ประกอบแรก)เค{\displaystyle k}องค์ประกอบในลำดับ) ตัวเลขฟิโบนาชชีทั่วไปเป็นลำดับฟิโบนาชชีอันดับ 2 จำนวนการประกอบของจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบออกเป็นส่วน ๆ ที่มีค่าไม่เกินเค{\displaystyle k}เป็นลำดับฟิโบนาชี่ลำดับที่เค{\displaystyle k}ลำดับของจำนวนสตริงที่ประกอบด้วยเลข 0 และ 1 ที่มีความยาว ...{\displaystyle m}ซึ่งประกอบด้วยอย่างมากที่สุดเค{\displaystyle k}เลข 0 ที่เรียงติดกันก็เป็นลำดับฟิโบนาชี่ลำดับที่⁠ เช่นกันเค{\displaystyle k} .

ลำดับเหล่านี้ อัตราส่วนจำกัด และขีดจำกัดของอัตราส่วนจำกัดเหล่านี้ ได้รับการตรวจสอบโดยMark Barrในปี พ.ศ. 2456 [ 6 ] : 101

เลขทริโบนาชชี

ลำดับเลขไตรโบนาชชีเป็นอีกรูปแบบหนึ่งของ ลำดับเลข ฟิโบนาชชีโดยแต่ละเลขเป็นผลรวมของเลขสามตัวก่อนหน้า เริ่มต้นด้วยค่าเริ่มต้นที0=ที1=0{\displaystyle T_{0}=T_{1}=0}, และที2=1{\displaystyle T_{2}=1}การเกิดซ้ำ ทีn=ทีn1+ทีn2+ทีn3,(1){\displaystyle T_{n}=T_{n-1}+T_{n-2}+T_{n-3},\qquad \qquad (1)} ให้ลำดับตัวเลขนี้เป็น 0,0,1,1,2,4,7,13,24,44,81,149,274,504,927,1705,3136,5768,10609,19513,35890,66012,.{\displaystyle 0,0,1,1,2,4,7,13,24,44,81,149,274,504,927,1705,3136,5768,10609,19513,35890,66012,\ldots .} สามารถค้นหาคำศัพท์เพิ่มเติมได้ภายใต้หมายเลขลำดับA000073ในสารานุกรมลำดับจำนวนเต็มออนไลน์ ( OEIS )

ลำดับไตรโบนาชชีมีประวัติศาสตร์ที่ยาวนานและน่าสนใจ[ 7 ] เหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์ที่โดดเด่นที่สุดของลำดับนี้เกี่ยวข้องกับชาร์ลส์ ดาร์วิน (1809–1882) และหนังสือสำคัญของเขาเรื่อง On the Origin of Speciesซึ่งการสืบพันธุ์และการเติบโตของประชากรช้างถือเป็นตัวอย่างประกอบ[ 8 ] ในปี 1892 ลำดับตัวเลขนี้ปรากฏขึ้นในการแก้ปัญหาเพื่อความบันเทิงเกี่ยวกับเกษตรกรและการเลี้ยงแกะ ซึ่งตั้งขึ้นโดยนักคณิตศาสตร์ชาวอเมริกันอาร์เทมัส มาร์ติน (1835–1918) [ 9 ] : 107–108 การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ครั้งแรกของลำดับไตรโบนาชชีและการตรวจสอบคุณสมบัติของมันเกิดขึ้นในปี 1914 และเป็นผลงานของ Agronomof [ 10 ] ชื่อเรียกtribonacciปรากฏขึ้นในภายหลังมาก ไม่ใช่จนกระทั่งปี 1963 และเป็นผลงานของ Mark Feinberg ซึ่งในขณะนั้นเป็นนักเรียนมัธยมปลายอายุ 14 ปี ที่ได้นำคำนี้มาใช้ในบทความในFibonacci Quarterly [ 11 ]

เอกลักษณ์ของ Agronomof บันทึกของ Agronomof ในปี 1914 เป็นอัญมณีชิ้นเล็กๆ ที่ถูกมองข้าม ไม่ส่งผลกระทบใดๆ ในขณะนั้น และถูกทิ้งไว้จนฝุ่นเกาะนานกว่าครึ่งศตวรรษ[ 7 ] : 709-710แม้ว่าจะเป็นบันทึกที่สั้นมาก (สำเนาในปัจจุบันสามารถเขียนลงบนหน้าเดียวได้อย่างง่ายดาย[ 7 ] : 719 ) แต่ก็มีเอกลักษณ์อันทรงพลังอยู่ด้วย ทีn+เค=ทีเค+1ทีn+1+(ทีเค+ทีเค1)ทีn+ทีเคทีn1.(2){\displaystyle T_{n+k}=T_{k+1}T_{n+1}+\left(T_{k}+T_{k-1}\right)T_{n}+T_{k}T_{n-1}.\qquad \qquad (2)} โปรดทราบว่าเอกลักษณ์ของ Agronomof นั้นสมมาตรในn{\displaystyle n}และเค{\displaystyle k}และนั่นก็เป็นเพราะเค=2{\displaystyle k=2}เราจะได้ความสัมพันธ์เวียนเกิดของ Tribonacci ดั้งเดิมกลับคืนมา Agronomof ได้ทำการพิสูจน์โดยตั้งสมมติฐานว่าพารามิเตอร์ทั้งสองn{\displaystyle n}และเค{\displaystyle k}เป็นจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบ อย่างไรก็ตาม สามารถแสดงได้ว่าเอกลักษณ์นี้มีความทั่วไปมากกว่าและใช้ได้กับจำนวนเต็มใดๆ ก็ได้n{\displaystyle n}และเค{\displaystyle k}โดยขยายความสัมพันธ์เวียนเกิดที่กำหนด (1) เพื่อรวมเลขไตรโบนาชชีที่มีดัชนีติดลบ[ 7 ] : 712 Agronomof จบบันทึกของเขาโดยแสดงคุณสมบัติเด่น ต่อไปนี้ ของเลขไตรโบนาชชี ที2n=ทีn+12+2ทีnทีn1+ทีn2เอnที2n1=ทีn12+2ทีnทีn+1ทีn2.(3){\displaystyle T_{2n}=T_{n+1}^{2}+2T_{n}T_{n-1}+T_{n}^{2}\quad \mathrm {and} \quad T_{2n-1}=T_{n-1}^{2}+2T_{n}T_{n+1}-T_{n}^{2}.\qquad \qquad (3)} สิ่งเหล่านี้สามารถอนุมานได้ง่ายๆ จากตัวตนของเขาโดยการพิจารณาเค=n{\displaystyle k=n}และเค=n1{\displaystyle k=n-1}ในทางกลับกัน เอกลักษณ์ทั้งสองนี้สามารถนำมาใช้เพื่อหาการแสดงออกอย่างง่ายสำหรับผลรวมของกำลังสองของจำนวนไตรโบนาชชี[ 7 ] :สมการ (9)

สูตรการสะท้อน เช่นเดียวกับตัวเลขฟิโบนาชชี เราสามารถใช้สูตรเวียนเกิดสำหรับตัวเลขไตรโบนาชชีแบบย้อนกลับได้ จากที2,ที1{\displaystyle T_{2},T_{1}}, และที0{\displaystyle T_{0}}สามารถกำหนดได้ที1=1{\displaystyle T_{-1}=1}. จากที1,ที0{\displaystyle T_{1},T_{0}}, และที1{\displaystyle T_{-1}}สามารถกำหนดได้ที2=1{\displaystyle T_{-2}=-1}และอื่นๆ ดังนั้น ค่าของเลขไตรโบนาชชีที่ดัชนีติดลบจึงถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน เริ่มต้นด้วยที0=0{\displaystyle T_{0}=0},ที1=1{\displaystyle T_{-1}=1}, และที2=1{\displaystyle T_{-2}=-1}และการกลับทิศทางการเกิดซ้ำของไตรโบนาชชี (1) จะให้ลำดับของตัวเลขไตรโบนาชชีที่มีดัชนีเป็นลบดังนี้ 0,1,1,0,2,3,1,4,8,5,7,20,18,9,47,56,0,103,159,56,206,421,271,356,1048,.{\displaystyle 0,1,-1,0,2,-3,1,4,-8,5,7,-20,18,9,-47,56,0,-103,159,-56,-206,421,-271,-356,1048,\ldots .} สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ภายใต้หมายเลขลำดับA057597ในสารานุกรมลำดับจำนวนเต็มออนไลน์ ( OEIS ) การขยายไปสู่ดัชนีติดลบหมายความว่าเราสามารถมองลำดับไตรโบนาชชีเป็นลำดับอนันต์สองชั้นได้: ,47,9,18,20,7,5,8,4,1,3,2,0,1,1,0,0,1,1,2,4,7,13,24,44,81,149,274,504,927,{\displaystyle \ldots ,-47,9,18,-20,7,5,-8,4,1,-3,2,0,-1,1,\mathbf {0} ,0,1,1,2,4,7,13,24,44,81,149,274,504,927,\ldots } โดยที่ค่าที่ดัชนีศูนย์จะแสดงเป็นตัวหนา การไล่ลำดับจากซ้ายไปขวาจะใช้ความสัมพันธ์เวียนเกิด (1) การไล่ลำดับจากขวาไปซ้ายจะใช้ความสัมพันธ์เวียนเกิด ทีn=ทีn+3ทีn+2ทีn+1{\displaystyle T_{n}=T_{n+3}-T_{n+2}-T_{n+1}}ความสัมพันธ์ระหว่างส่วนดัชนีเชิงลบและเชิงบวกของลำดับไตรโบนาชชีแสดงได้ดังนี้ ทีn=ทีn+12ทีnทีn+2.(4){\displaystyle T_{-n}=T_{n+1}^{2}-T_{n}T_{n+2}.\qquad \qquad (4)} เอกลักษณ์นี้ใช้ได้กับจำนวนเต็มทุกจำนวนn{\displaystyle n}และเป็นที่รู้จักกันในชื่อสูตรการสะท้อนสำหรับจำนวนไตรโบนาชชี สามารถหาได้โดยใช้เอกลักษณ์ของ Agronomof [ 7 ] : 714

τ = a+b+c / a = a / b = b / cเมื่อb = 1กล่องจะมีปริมาตรτ 3 = τ 2 (สีแดง) + τ (สีเขียว) + 1 (สีน้ำเงิน)

ค่าคง ที่ไตรโบนาชชีคืออัตราส่วนลิมิตระหว่างจำนวนไตรโบนาชชีที่ต่อเนื่องกัน โดยทั่วไปจะใช้สัญลักษณ์τ{\displaystyle \tau }และมีความสำคัญอย่างยิ่งในการศึกษาเกี่ยวกับลูกบาศก์ทรงเหลี่ยมเว้า (snub cube )

ปริมาณสามค่าa > b > c > 0อยู่ในอัตราส่วนไตรโบนาชชี ถ้า เอ++เอ=เอ==τ{\displaystyle {\frac {a+b+c}{a}}={\frac {a}{b}}={\frac {b}{c}}=\tau }

การแทนที่=τ{\displaystyle b=\tau c}และเอ=τ=τ2{\displaystyle a=\tau b=\tau ^{2}c}ในเศษส่วนแรกให้ผลลัพธ์ ดังนี้τ=(τ2+τ+1)τ2.{\displaystyle \tau ={\frac {c(\tau ^{2}+\tau +1)}{\tau ^{2}c}}.}ดังนั้น ค่าคงที่ไตรโบนาชชีจึงเป็นคำตอบจริงเพียงหนึ่งเดียวของสมการกำลังสามτ3=τ2+τ+1{\displaystyle \tau ^{3}=\tau ^{2}+\tau +1}, ประมาณ1.839 286 755 214 161 ... ( ลำดับA058265ในOEIS )

นิพจน์แบบปิดสำหรับτ{\displaystyle \tau }พบได้จากการแก้สมการลูกบาศก์ที่ยุบตัวลง27y336y38{\displaystyle 27y^{3}-36y-38}ซึ่งมีค่าเป็นศูนย์จริงτ13{\displaystyle \tau -{\tfrac {1}{3}}}. [ 12 ]τ=13(1+19+3333+193333)=13(1+4ไม้กระบอง(13อาร์โคช(198))).{\displaystyle {\begin{aligned}\tau &={\frac {1}{3}}\left(1+{\sqrt[{3}]{19+3{\sqrt {33}}}}+{\sqrt[{3}]{19-3{\sqrt {33}}}}\right)\\&={\frac {1}{3}}\left(1+4\cosh \left({\frac {1}{3}}\operatorname {arcosh} \left({\frac {19}{8}}\right)\right)\right).\end{aligned}}}

การวนซ้ำx12+x3{\displaystyle x\gets {\sqrt[{3}]{{\tfrac {1}{2}}+x}}}ด้วยจุดคงที่1τ1{\displaystyle {\frac {1}{\tau -1}}}ส่งผลให้เกิดความรุนแรงอย่างต่อเนื่องτ=1+1/12+12+12+333{\displaystyle \tau =1+1/{\sqrt[{3}]{{\tfrac {1}{2}}+{\sqrt[{3}]{{\tfrac {1}{2}}+{\sqrt[{3}]{{\tfrac {1}{2}}+\cdots }}}}}}} เนื่องจากการวนซ้ำได้มาจาก2x3=2x+1{\displaystyle 2x^{3}=2x+1}[ 13 ]การแสดงออก ทาง เลือกสำหรับτ{\displaystyle \tau }คือ1,2=(1±13113)/4τ=1+(13+23)1=1+32เซช(13อาร์โคช(334)).{\displaystyle {\begin{aligned}w_{1,2}&=\left(1\pm {\frac {1}{3}}{\sqrt {\frac {11}{3}}}\right)/4\\\tau &=1+({\sqrt[{3}]{w_{1}}}+{\sqrt[{3}]{w_{2}}})^{-1}\\&=1+{\frac {\sqrt {3}}{2}}\operatorname {sech} \left({\frac {1}{3}}\operatorname {arcosh} \left({\frac {3{\sqrt {3}}}{4}}\right)\right).\end{aligned}}}

ค่าคงที่ไตรโบนาชชีสามารถเขียนได้ในรูปเศษส่วนของตัวมันเอง τ=τ2+1τ21τ2=τ+1τ1τ3=τ4+12.{\displaystyle {\begin{aligned}\tau &={\frac {\tau ^{2}+1}{\tau ^{2}-1}}\\\tau ^{2}&={\frac {\tau +1}{\tau -1}}\\\tau ^{3}&={\frac {\tau ^{4}+1}{2}}.\end{aligned}}}

สี่เหลี่ยมที่มีอัตราส่วนกว้างยาว1 / τ−1 , τ, τ / τ−1เรียงต่อกันในสี่เหลี่ยมจัตุรัส

เช่นเดียวกับอนุกรมเรขาคณิต อนันต์τ2+12=n=0τnτ+12=n=0τ2n1τ1=n=0τ3n.{\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {\tau ^{2}+1}{2}}&=\sum _{n=0}^{\infty }\tau ^{-n}\\{\frac {\tau +1}{2}}&=\sum _{n=0}^{\infty }\tau ^{-2n}\\{\frac {1}{\tau -1}}&=\sum _{n=0}^{\infty }\tau ^{-3n}.\end{aligned}}}

สำหรับจำนวนเต็มทุกจำนวนn{\displaystyle n}หนึ่งมี τn=τn1+τn2+τn3=2τn2+2τn3+τn4=3τn2+τn4+τn6{\displaystyle {\begin{aligned}\tau ^{n}&=\tau ^{n-1}+\tau ^{n-2}+\tau ^{n-3}\\&=2\tau ^{n-2}+2\tau ^{n-3}+\tau ^{n-4}\\&=3\tau ^{n-2}+\tau ^{n-4}+\tau ^{n-6}\end{aligned}}} จากสิ่งนี้สามารถค้นพบความสัมพันธ์เพิ่มเติมได้อีกมากมายนับไม่ถ้วน ตัวอย่างที่โดดเด่นคือτ+τ3=2{\displaystyle \tau +\tau ^{-3}=2} .

รูปแบบ เศษส่วนต่อเนื่องของกำลังต่ำเล็กน้อย[ 14 ] τ1=[0;1,1,5,4,2,305,1,8,2,...]0.5437(3157)τ0=[1]τ1=[1;1,5,4,2,305,1,8,2,1,...]1.8393(10356)τ2=[3;2,1,1,1,1,2,1,152,2,...]3.3830(15947)τ3=[6;4,2,305,1,8,2,1,4,6,...]6.2223(569)τ4=[11;2,4,152,1,17,1,2,2,...]11.4445(1039){\displaystyle {\begin{aligned}\tau ^{-1}&=[0;1,1,5,4,2,305,1,8,2,...]\approx 0.5437\;({\tfrac {31}{57}})\\\tau ^{0}&=[1]\\\tau ^{1}&=[1;1,5,4,2,305,1,8,2,1,...]\approx 1.8393\;({\tfrac {103}{56}})\\\tau ^{2}&=[3;2,1,1,1,1,2,1,152,2,...]\approx 3.3830\;({\tfrac {159}{47}})\\\tau ^{3}&=[6;4,2,305,1,8,2,1,4,6,...]\approx 6.2223\;({\tfrac {56}{9}})\\\tau ^{4}&=[11;2,4,152,1,17,1,2,2,...]\approx 11.4445\;({\tfrac {103}{9}})\end{aligned}}}

ให้τ{\displaystyle \tau }และคู่สังยุคเชิงซ้อนเบต้า{\displaystyle \beta }และγ{\displaystyle \gamma }เป็นรากของพหุนามx3x2x1{\displaystyle x^{3}-x^{2}-x-1}ด้วยตัวแยกแยะ44{\displaystyle -44}จาก นั้นค่าเลขไตรโบนาชชีจะคำนวณได้จากสูตรของบิเนต์ทีn+1=เอτn+เบต้าn+γn,{\displaystyle T_{n+1}=a\tau ^{n}+b\beta ^{n}+c\gamma ^{n},} ด้วยของจริงเอ{\displaystyle a}และคู่ควบ{\displaystyle b}และ{\displaystyle c}รากเหง้าของ44y32y1=0.{\displaystyle 44y^{3}-2y-1=0.}

เนื่องจาก|เบต้าn+γn|<25{\displaystyle \left\vert b\beta ^{n}+c\gamma ^{n}\right\vert <{\tfrac {2}{5}}}ตัวเลขทีn{\displaystyle T_{n}}เป็น จำนวน เต็มที่ใกล้ที่สุดกับเอτn1{\displaystyle a\,\tau ^{n-1}}โดยมีn>0{\displaystyle n>0}และสัมประสิทธิ์เอ=1/(5ττ3)={\displaystyle a=1/(5\tau -\tau ^{3})=}0.336 228 116 994 941 ... [ a ] 

เลขยกกำลังของค่าคงที่ไตรโบนาชชีสามารถเขียนได้โดยใช้เลขไตรโบนาชชีเป็นสัมประสิทธิ์กำลังสองτn=τ2ทีn+τ(ทีn1+ทีn2)+ทีn1,{\displaystyle \tau ^{n}=\tau ^{2}T_{n}+\tau (T_{n-1}+T_{n-2})+T_{n-1},}ซึ่งได้รับการพิสูจน์โดยการอุปมานทางคณิตศาสตร์บนn.{\displaystyle n.}ความสัมพันธ์นี้ยังใช้ได้กับn<0.{\displaystyle n<0.}

เลขไตรโบนาชชีได้มาจากเลขยกกำลังจำนวนเต็มn2{\displaystyle n\geq 2}ของเมทริกซ์ ที่มี ค่าไอเกนเป็นจำนวนจริงτ{\displaystyle \tau }[ 15 ]คิว=(111100010),{\displaystyle Q={\begin{pmatrix}1&1&1\\1&0&0\\0&1&0\end{pmatrix}},}

คิวn=(ทีn+2ทีn+1+ทีnทีn+1ทีn+1ทีn+ทีn1ทีnทีnทีn1+ทีn2ทีn1){\displaystyle Q^{n}={\begin{pmatrix}T_{n+2}&T_{n+1}+T_{n}&T_{n+1}\\T_{n+1}&T_{n}+T_{n-1}&T_{n}\\T_{n}&T_{n-1}+T_{n-2}&T_{n-1}\end{pmatrix}}}

ร่องรอยของคิวn{\displaystyle Q^{n}}ให้ค่าจำนวนไตรโบนาชชี-ลูคัสเป็น 3, 1, 3, 7, 11, 21, 39, 71, 131, 241, 443, 815, 1499, 2757,... ซึ่งสอดคล้องกับความสัมพันธ์เวียนเกิดเดียวกัน ในรูปแบบต่างๆแอลn=τn สำหรับ n4.{\displaystyle L_{n}=\lfloor \tau ^{n}\rceil {\text{ for }}n\geq 4.}(ลำดับA001644ในOEIS )

จำนวนลูคัสเหล่านี้มีคุณสมบัติของแฟร์มาต์ กล่าวคือ ถ้า p เป็นจำนวนเฉพาะแอลพีแอล1ม็อดพี.{\displaystyle L_{p}\equiv L_{1}{\bmod {p}}.}ในทางกลับกันนั้นไม่เป็นจริง แต่จำนวนพ севдопрокиней терокине เล็กน้อยn(แอลn1){\displaystyle \,n\mid (L_{n}-1)}ทำให้ลำดับนี้มีความพิเศษ จำนวนประกอบที่ต่ำกว่า10⁷ เพียงไม่กี่ จำนวนที่ผ่านการทดสอบได้แก่ n = 18², 25²⁰¹, 2³³² , 6³⁶¹⁸, 19⁴³⁹⁰, 75⁰⁸⁹⁰, 8⁰⁴⁹⁵, 18⁸⁹⁴¹, 2⁸⁷⁹⁴¹, 35⁴⁸⁵³, 37⁶¹²⁵¹, 68⁴⁹⁸⁹ (ลำดับA371805ในOEIS )

การ สร้างค่าคงที่ไตรโบนาชชีด้วยวงเวียนและไม้บรรทัดที่มีเครื่องหมายBC = τ − 1และBD = 1 / τ

คุณสมบัติเพิ่มเติมการกล่าวถึงค่าคงที่ไตรโบนาชชีโดยนัยครั้งแรกเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 11 เมื่อกวีและนักปราชญ์ชาว เปอร์เซีย โอมาร์ คัยยัมค้นพบคำตอบ10τ+1τ{\displaystyle 10{\tfrac {\tau +1}{\tau }}}ของ สมการลูกบาศก์x3+200x=20x2+2000{\displaystyle x^{3}+200x=20x^{2}+2000}โดยพิจารณาจุดตัดของวงกลมและ ไฮเปอร์โบ ลาสี่เหลี่ยมผืนผ้า[ 16 ]

11(x)=x32x2+2x2,{\displaystyle W_{11}(x)=x^{3}-2x^{2}+2x-2,}ด้วยศูนย์ที่แท้จริงω=τ+1τ=τ(τ1),{\displaystyle \omega ={\tfrac {\tau +1}{\tau }}=\tau (\tau -1),}พหุนามชั้นเวเบอร์ที่เกี่ยวข้องกับดิสคริมิแนนต์Δ=11{\displaystyle \Delta =-11}คุณสมบัติของค่าคงที่ไคลน์ j ที่เกี่ยวข้อง ส่งผลให้มีความใกล้เคียงเอกลักษณ์ω(อีπΔ+24)1/24.{\displaystyle \omega \approx (e^{\pi {\sqrt {-\Delta }}}+24)^{1/24}.}

การโต้แย้งθ=อาร์คคอส(12τ){\displaystyle \theta =\arccos({\tfrac {1}{2}}\tau )\,}พอใจ4บาป(3θ)แทน(θ)=11{\displaystyle \,4\sin(3\theta )-\tan(\theta )={\sqrt {11}}}ซึ่งเป็นผลลัพธ์ที่สัมพันธ์กันผ่านพารามิเตอร์ระยะทางz=τ(1τ)2คอส(2π11){\displaystyle \,z=\tau (1-\tau )\cdot 2\cos({\tfrac {2\pi }{11}})}ไปสู่ การสร้างรูปสิบเอ็ดเหลี่ยมอัน 'มหัศจรรย์' ของเนอุซิสซึ่งค้นพบโดยเบนจามินและสไนเดอร์[ 17 ] [ 18 ]

ส่วนกลับ1τ{\displaystyle {\tfrac {1}{\tau }}}ค่าคงที่ของไตรโบนาชชีแก้สมการ2อาร์คตัน(x)=อาร์คคอส(x){\displaystyle \,2\arctan(x)=\arccos(x)}[ 19 ]มุมนี้ใกล้เคียงกับ1 เรเดียน มุม ตรงข้ามของมันอาร์คคอส(τ1)=อาร์คซิน(1τ){\displaystyle \,\arccos(\tau -1)=\arcsin({\tfrac {1}{\tau }})\,}ตัวเลขในการสร้างทางเรขาคณิตของค่าคงที่ไตรโบนาชชีที่ค้นพบโดยนักชีววิทยา Xerardo Neira [ 20 ]

เลขเทตรานาชชี

จำนวนเทตรานาชชีเริ่มต้นด้วยพจน์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าสี่พจน์ โดยแต่ละพจน์ถัดไปจะเป็นผลรวมของพจน์สี่พจน์ก่อนหน้า จำนวนเทตรานาชชีแรกๆ มีดังนี้:

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, … (ลำดับA000078ในOEIS )

Feinberg ยังบัญญัติศัพท์tetranacci อีกด้วย [ 11 ] : 73

ค่าคงที่เทตรานาชชีคืออัตราส่วนที่จำนวนเทตรานาชชีที่อยู่ติดกันมีแนวโน้มเข้าหา มันเป็นรากจริงบวกเพียงหนึ่งเดียวของพหุนามx4x3x2x1=0{\displaystyle x^{4}-x^{3}-x^{2}-x-1=0}โดยประมาณ1.927 561 975 482 925 ... (ลำดับA086088ในOEIS )และยังสอดคล้องกับสมการx+x4=2{\displaystyle x+x^{-4}=2} .

ค่าคงที่เทตรานาชชีสามารถแสดงได้ในรูปของอนุมูลโดยใช้การแสดงออกดังต่อไปนี้: [ 21 ]

x=14(1+คุณ+11คุณ+26คุณ){\displaystyle x={\frac {1}{4}}\!\left(1+{\sqrt {u}}+{\sqrt {11-u+{\frac {26}{\sqrt {u}}}}}\,\right)}

ที่ไหน,

คุณ=13(1156265+316893+222365+316893){\displaystyle u={\frac {1}{3}}\left(11-56{\sqrt[{3}]{\frac {2}{-65+3{\sqrt {1689}}}}}+2\cdot 2^{\frac {2}{3}}{\sqrt[{3}]{-65+3{\sqrt {1689}}}}\right)}

และคุณ{\displaystyle u}คือรากจริงของสมการกำลังสามคุณ311คุณ2+115คุณ169{\displaystyle u^{3}-11u^{2}+115u-169} .

สอดคล้องกับเลขลูคัสสำหรับลำดับฟิโบนาชชี หากเริ่มต้นด้วยแทนแอล0=4{\displaystyle L_{0}=4},แอล1=1{\displaystyle L_{1}=1},แอล2=3{\displaystyle L_{2}=3}, และแอล3=7{\displaystyle L_{3}=7}และใช้การเรียกซ้ำแบบเตตรานาชชี จากนั้นแอลn=xn{\displaystyle L_{n}=\lfloor x^{n}\rceil }สำหรับn6{\displaystyle n\geq 6}(ลำดับA073817ในOEIS )

เลขเพนทานาชชี

0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 31, 61, 120, 236, 464, 912, 1793, 3525, 6930, 13624, … (ลำดับA001591ในOEIS )

ค่าคงที่เพ นทานาชชีคืออัตราส่วนที่จำนวนเพนทานาชชีที่อยู่ติดกันมีแนวโน้มเข้าหา มันเป็นรากจริงเพียงหนึ่งเดียวของพหุนามx5x4x3x2x1=0{\displaystyle x^{5}-x^{4}-x^{3}-x^{2}-x-1=0}โดยประมาณ1.965 948 236 645 485 ... (ลำดับA103814ในOEIS )และยังสอดคล้องกับสมการx+x5=2{\displaystyle x+x^{-5}=2} .

เลขเฮกซานาชิ

0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 248, 492, 976, 1936, 3840, 7617, 15109, … (ลำดับA001592ในOEIS )

ค่าคงที่เฮกซานาชิคืออัตราส่วนที่จำนวนเฮกซานาชิที่อยู่ติดกันมีแนวโน้มเข้าหา มันเป็นรากจริงบวกเพียงหนึ่งเดียวของพหุนามx6x5x4x3x2x1=0{\displaystyle x^{6}-x^{5}-x^{4}-x^{3}-x^{2}-x-1=0}โดยประมาณ1.983 582 843 424 326 ... (ลำดับA118427ในOEIS )และยังสอดคล้องกับสมการx+x6=2{\displaystyle x+x^{-6}=2} .

เลขเฮปตานาชชี

0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 127, 253, 504, 1004, 2000, 3984, 7936, 15808, … (ลำดับA122189ในOEIS )

ค่าคงที่เฮปทานาชิคืออัตราส่วนที่จำนวนเฮปทานาชิที่อยู่ติดกันมีแนวโน้มเข้าหา มันเป็นรากจริงเพียงหนึ่งเดียวของพหุนามx7x6x5x4x3x2x1=0{\displaystyle x^{7}-x^{6}-x^{5}-x^{4}-x^{3}-x^{2}-x-1=0}โดยประมาณ1.991 964 196 605 035 ... (ลำดับA118428ในOEIS )และยังสอดคล้องกับสมการx+x7=2{\displaystyle x+x^{-7}=2} .

เลขอ็อกทานาชชี

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 255, 509, 1016, 2028, 4048, 8080, 16128, ... (ลำดับA079262ในOEIS )

เลขเอนเนียนาชชี

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 511, 1021, 2040, 4076, 8144, 16272, ... (ลำดับA104144ในOEIS )

ตัวเลขอินฟินาชชี

หากจะอธิบายลำดับ "อินฟินาชชี" ลำดับนี้จะให้ผลลัพธ์เป็นลำดับต่อไปนี้หลังจากเติมศูนย์เป็นจำนวนอนันต์

[..., 0, 0, 1,] 1, 2, 4, 8, 16, 32, …

ซึ่งก็คือเลขยกกำลังของสองนั่นเอง

เลขk -nacci

ลิมิตของอัตราส่วนของพจน์ที่ต่อเนื่องกันของเค{\displaystyle k}อนุกรม -nacci มีแนวโน้มที่จะเป็นรากของสมการx+xเค=2{\displaystyle x+x^{-k}=2}( OEIS : A103814  , OEIS : A118427  , OEIS : A118428  )

ขีดจำกัดของอัตราส่วนสำหรับใดๆเค2{\displaystyle k\geq 2}เป็นรากบวกที่ไม่ซ้ำกันของสมการลักษณะเฉพาะ[ 21 ]

xเคฉัน=0เค1xฉัน=0{\displaystyle x^{k}-\sum _{i=0}^{k-1}x^{i}=0} .

กรณีพิเศษเค=2{\displaystyle k=2}ลำดับฟิโบนาชี่แบบดั้งเดิมให้ผลลัพธ์เป็นสัดส่วนทองคำφ=1+1φ{\displaystyle \varphi =1+{\frac {1}{\varphi }}} .

สูตรข้างต้นสำหรับอัตราส่วนยังคงใช้ได้แม้กระทั่งสำหรับเค{\displaystyle k}-อนุกรมนัคซีที่สร้างขึ้นจากตัวเลขเริ่มต้นแบบสุ่ม อัตราส่วนจะเข้าใกล้ 2 ในกรณีที่เค{\displaystyle k}เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงอนันต์

รากx{\displaystyle x}อยู่ในช่วงเวลา2(12เค)<x<2{\displaystyle 2(1-2^{-k})<x<2}รากลบของสมการลักษณะเฉพาะอยู่ในช่วง (−1, 0)เมื่อเค{\displaystyle k}เป็นเลขคู่ รากนี้และรากเชิงซ้อนแต่ละรากของสมการลักษณะเฉพาะมีค่าสัมบูรณ์3เค<{\displaystyle 3^{-k}<}. [ 21 ]

ชุดข้อมูลสำหรับรากเชิงบวกx{\displaystyle x}สำหรับใดๆเค>0{\displaystyle k>0}คือ[ 21 ]

22ฉัน>01ฉัน((เค+1)ฉัน2ฉัน1)12(เค+1)ฉัน{\displaystyle 2-2\sum _{i>0}{\frac {1}{i}}{\binom {(k+1)i-2}{i-1}}{\frac {1}{2^{(k+1)i}}}} .

ไม่มีคำตอบของสมการลักษณะเฉพาะในรูปของรากเมื่อ5 ≤ k11 [ 21 ]

องค์ประกอบ ที่ nของ ลำดับ k -nacci กำหนดโดย

เอฟn(เค)=xn1(x1)(เค+1)x2เค,{\displaystyle F_{n}^{(k)}=\left\lfloor {\frac {x^{n-1}(x-1)}{(k+1)x-2k}}\right\rceil \!,}

ที่ไหน{\displaystyle \lfloor \cdot \rceil }หมายถึงฟังก์ชันจำนวนเต็มที่ใกล้ที่สุด และx{\displaystyle x}คือเค{\displaystyle k}ค่าคงที่ -nacci ซึ่งเป็นรากของx+xเค=2{\displaystyle x+x^{-k}=2}ใกล้เคียงที่สุดกับ 2

สอดคล้องกับเลขลูคัสสำหรับลำดับฟิโบนาชชี หากเริ่มต้นด้วยแทนแอล0=เค{\displaystyle L_{0}=k}และแอลn=2n1{\displaystyle L_{n}=2^{n}-1}สำหรับ0<n<เค{\displaystyle 0<n<k}และนำไปใช้เค{\displaystyle k} -nacci การเรียกซ้ำเพื่อคำนวณแอลn{\displaystyle L_{n}}สำหรับnเค{\displaystyle n\geq k}แล้วแอลn=xn{\displaystyle L_{n}=\lfloor x^{n}\rceil }สำหรับค่าที่มากพอทั้งหมดของn{\displaystyle n}โดยที่x{\displaystyle x}คือเค{\displaystyle k}-ค่าคงที่ของนัคซี หรืออีกนัยหนึ่ง อาจเริ่มต้นด้วยแอล0=เค{\displaystyle L_{0}=k}และแอลn=1{\displaystyle L_{n}=-1}สำหรับเค<n<0{\displaystyle -k<n<0}จาก นั้น จึงใช้เค{\displaystyle k} -nacci การเรียกซ้ำเพื่อคำนวณแอลn{\displaystyle L_{n}}สำหรับn>0{\displaystyle n>0} .

ปัญหาการโยนเหรียญมีความเกี่ยวข้องกับเค{\displaystyle k}ลำดับ -nacci ความน่าจะเป็นที่ไม่มีเค{\displaystyle k}การออกก้อยติดต่อกันจะเกิดขึ้นใน{\displaystyle m}การโยนเหรียญในอุดมคติคือ12เอฟ+2(เค){\displaystyle {\frac {1}{2^{m}}}F_{m+2}^{(k)}} . [ 22 ]

คำศัพท์ฟิโบนาชี่

ในทำนองเดียวกันกับตัวเลขที่เทียบเท่ากันคำในลำดับฟิโบนาชี่ถูกกำหนดโดย:

เอฟn:=เอฟ(n):={n=0;เอn=1;เอฟ(n1)+เอฟ(n2)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}}}

ที่ไหน+{\displaystyle +}หมายถึงการต่อกันของสตริงสองสตริง ลำดับของสตริงฟิโบนาชี่เริ่มต้นดังนี้:

b, a, ab, aba, abaab, abaababa, abaababaabaab,(ลำดับA106750ในOEIS )

ความยาวของสายฟิโบนาชชีแต่ละสายคือจำนวนฟิโบนาชชี และในทำนองเดียวกัน ก็จะมีสายฟิโบนาชชีที่สอดคล้องกันสำหรับจำนวนฟิโบนาชชีแต่ละจำนวน

ลำดับฟิโบนาชี่ปรากฏเป็นข้อมูลป้อนเข้าสำหรับกรณีที่เลวร้ายที่สุดในอัลกอริธึมคอมพิวเตอร์ บางตัว

ถ้า "a" และ "b" แทนวัสดุสองชนิดที่แตกต่างกัน หรือความยาวพันธะอะตอมที่แตกต่างกัน โครงสร้างที่สอดคล้องกับสายฟิโบนาชชีจะเป็นผลึกกึ่งฟิโบนาชชี ซึ่งเป็นโครงสร้าง ผลึกกึ่งที่ไม่เป็นคาบ และมี คุณสมบัติทางสเปกตรัมที่ผิดปกติ

ลำดับฟิโบนาชี่แบบบิดเบี้ยว

ลำดับฟิโบนาชชีแบบคอนโวลูชันได้มาจากการใช้ การดำเนินการ คอนโวลูชันกับลำดับฟิโบนาชชีหนึ่งครั้งหรือมากกว่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กำหนด [ 23 ]

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

และ

เอฟn(เค)=ฉัน=0nเอฟฉันเอฟnฉัน(เค1){\displaystyle F_{n}^{(k)}=\sum _{i=0}^{n}F_{i}F_{n-i}^{(k-1)}}

ลำดับแรกๆ คือ

เค=1{\displaystyle k=1}: 0, 0, 1, 2, 5, 10, 20, 38, 71, … (ลำดับA001629ในOEIS )
เค=2{\displaystyle k=2}: 0, 0, 0, 1, 3, 9, 22, 51, 111, … (ลำดับA001628ในOEIS )
เค=3{\displaystyle k=3}: 0, 0, 0, 0, 1, 4, 14, 40, 105, … (ลำดับA001872ในOEIS )

ลำดับสามารถคำนวณได้โดยใช้ความสัมพันธ์เวียนเกิด

เอฟn+1(เค)=เอฟn(เค)+เอฟn1(เค)+เอฟn(เค1){\displaystyle F_{n+1}^{(k)}=F_{n}^{(k)}+F_{n-1}^{(k)}+F_{n}^{(k-1)}}

ฟังก์ชันก่อกำเนิดของเค{\displaystyle k}การคอนโวลูชันคือ

(เค)(x)=n=0เอฟn(เค)xn=(x1xx2)เค{\displaystyle s^{(k)}(x)=\sum _{n=0}^{\infty }F_{n}^{(k)}x^{n}=\left({\frac {x}{1-x-x^{2}}}\right)^{k}} .

ลำดับเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับลำดับของพหุนามฟิโบนาชชีโดยความสัมพันธ์ดังนี้

เอฟn(เค)=เค!เอฟn(เค)(1){\displaystyle F_{n}^{(k)}=k!F_{n}^{(k)}(1)}

ที่ไหนเอฟn(เค)(x){\displaystyle F_{n}^{(k)}(x)}คือเค{\displaystyle k}อนุพันธ์ลำดับที่ของเอฟn(x){\displaystyle F_{n}(x)}ใน ทำนองเดียวกันเอฟn(เค){\displaystyle F_{n}^{(k)}}คือสัมประสิทธิ์ของ(x1)เค{\displaystyle (x-1)^{k}}เมื่อไรเอฟ(เค)(x){\displaystyle F^{(k)}(x)}ขยายในกำลังของ(x1){\displaystyle (x-1)} .

การบิดเกลียวครั้งแรกเอฟn(1){\displaystyle F_{n}^{(1)}}สามารถเขียนได้ในรูปของลำดับฟิโบนาชชีและลำดับลูคัส ดังนี้

เอฟn(1)=nแอลnเอฟn5{\displaystyle F_{n}^{(1)}={\frac {nL_{n}-F_{n}}{5}}}

และติดตามการเกิดซ้ำ

เอฟn+1(1)=2เอฟn(1)+เอฟn1(1)2เอฟn2(1)เอฟn3(1){\displaystyle F_{n+1}^{(1)}=2F_{n}^{(1)}+F_{n-1}^{(1)}-2F_{n-2}^{(1)}-F_{n-3}^{(1)}} .

สามารถพบสำนวนที่คล้ายกันได้สำหรับเค>1{\displaystyle k>1}ด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆเค{\displaystyle k}เพิ่มขึ้น ตัวเลขเอฟn(1){\displaystyle F_{n}^{(1)}}คือผลรวมของแถวในสามเหลี่ยมของโฮโซยะ

เช่นเดียวกับตัวเลขฟิโบนาชชี ลำดับเหล่านี้มีการตีความเชิงการจัดเรียงได้หลายแบบ ตัวอย่างเช่นเอฟn(1){\displaystyle F_{n}^{(1)}}คือจำนวนวิธีn2{\displaystyle n-2}สามารถเขียนได้เป็นผลรวมเรียงลำดับที่มีเพียง 0, 1 และ 2 โดยใช้ 0 เพียงครั้งเดียวเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเอฟ4(1)=5{\displaystyle F_{4}^{(1)}=5}และ 2 สามารถเขียนได้เป็น 0 + 1 + 1 , 0 + 2 , 1 + 0 + 1 , 1 + 1 + 0 , 2 + 0 [ 24 ]

ข้อสรุปทั่วไปอื่นๆ

พหุนามฟิโบนาชชีเป็นการขยายความอีกรูปแบบหนึ่งของจำนวนฟิโบนาชชี

ลำดับPadovanถูกสร้างขึ้นโดยการเกิดซ้ำพี(n)=พี(n2)+พี(n3){\displaystyle P(n)=P(n-2)+P(n-3)} .

ลำดับ วัวของนารายณะถูกสร้างขึ้นโดยการเกิดซ้ำเอ็น(n)=เอ็น(n1)+เอ็น(n3){\displaystyle N(n)=N(n-1)+N(n-3)} .

ลำดับฟิโบนาชี่แบบสุ่มสามารถกำหนดได้โดยการโยนเหรียญในแต่ละตำแหน่งn{\displaystyle n}ของลำดับและการดำเนินการเอฟ(n)=เอฟ(n1)+เอฟ(n2){\displaystyle F(n)=F(n-1)+F(n-2)}ถ้าเหรียญออกหัวและเอฟ(n)=เอฟ(n1)เอฟ(n2){\displaystyle F(n)=F(n-1)-F(n-2)}ถ้าเหรียญออกด้านก้อย งานวิจัยของเฟอร์สเตนเบิร์กและเคสเทนรับประกันว่าลำดับนี้จะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ในอัตราคงที่ เกือบแน่นอน โดยค่าคงที่นี้ไม่ขึ้นอยู่กับการโยนเหรียญ และคำนวณโดยดิวัคาร์ วิศวนาถ ในปี 1999 ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อค่าคงที่ของวิศวนาถ

จำนวนรีพฟิกิตหรือจำนวนคีธ (Keith number ) คือจำนวนเต็มที่เมื่อนำตัวเลขในหลักต่างๆ มาเริ่มต้นลำดับฟิโบนาชชีที่มีจำนวนหลักเท่ากับจำนวนนั้น จะได้ผลลัพธ์เป็นจำนวนเดิมในที่สุด ตัวอย่างเช่น 47 เพราะลำดับฟิโบนาชชีที่เริ่มต้นด้วย 4 และ 7 (4, 7, 11, 18, 29, 47)จะได้ผลลัพธ์เป็น 47 จำนวนรีพฟิกิตอาจเป็นลำดับไตรโบนาชชี (tribonacci sequence) ถ้าจำนวนนั้นมี 3 หลัก เป็นลำดับเตตรานาชชี (tetranacci sequence) ถ้าจำนวนนั้นมี 4 หลัก เป็นต้น จำนวนรีพฟิกิตแรกๆ มีดังนี้:

14, 19, 28, 47, 61, 75, 197, 742, 1104, 1537, 2208, 2580, 3684, 4788, 7385, 7647, 7909, … (ลำดับA007629ในOEIS )

เนื่องจากเซตของลำดับที่สอดคล้องกับความสัมพันธ์เอส(n)=เอส(n1)+เอส(n2){\displaystyle S(n)=S(n-1)+S(n-2)}เนื่องจากลำดับดัง กล่าวปิดภายใต้การบวกแบบเทอมต่อเทอมและการคูณแบบเทอมต่อเทอมด้วยค่าคงที่ จึงสามารถมองได้ว่าเป็นปริภูมิเวกเตอร์ลำดับดังกล่าวถูกกำหนดอย่างไม่ซ้ำกันโดยการเลือกองค์ประกอบสองตัว ดังนั้นปริภูมิเวกเตอร์จึงเป็นสองมิติหากเราย่อลำดับดังกล่าวเป็น(เอส(0),เอส(1)){\displaystyle (S(0),S(1))}ลำดับฟิโบนาชชีเอฟ(n)=(0,1){\displaystyle F(n)=(0,1)}และลำดับฟิโบนาชี่ที่เลื่อนไปเอฟ(n1)=(1,0){\displaystyle F(n-1)=(1,0)}สิ่งเหล่านี้ถือเป็นพื้นฐานที่เป็นแบบแผนสำหรับพื้นที่นี้ ซึ่งก่อให้เกิดเอกลักษณ์:

เอส(n)=เอส(0)เอฟ(n1)+เอส(1)เอฟ(n){\displaystyle S(n)=S(0)F(n-1)+S(1)F(n)}

สำหรับลำดับ Sทั้งหมดดังกล่าวตัวอย่างเช่น ถ้าSคือลำดับลูคัส2, 1, 3, 4, 7, 11, ...แล้วเราจะได้

แอล(n)=2เอฟ(n1)+เอฟ(n){\displaystyle L(n)=2F(n-1)+F(n)} .

ลำดับฟิโบนาชี่ที่สร้างโดยk

กำหนดให้เป็นจำนวนเต็มเค2{\displaystyle k\geq 2}ลำดับฟิโบนาชชีทั่วไปk{เอฟn(เค)}n{\displaystyle \{F_{n}^{(k)}\}_{n\in \mathbb {Z} }}ถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์เวียนเกิด

เอฟn(เค)=เอฟn1(เค)+เอฟn2(เค)++เอฟnเค(เค),สำหรับทุกคน n2,{\displaystyle {\begin{aligned}F_{n}^{(k)}=F_{n-1}^{(k)}+F_{n-2}^{(k)}+\cdots +F_{n-k}^{(k)},\quad {\text{for all}}\ n\geq 2,\end{aligned}}}

ด้วยค่าเริ่มต้นเอฟ2เค(เค)==เอฟ1(เค)=เอฟ0(เค)=0{\displaystyle F_{2-k}^{(k)}=\cdots =F_{-1}^{(k)}=F_{0}^{(k)}=0}และเอฟ1(เค)=1{\displaystyle F_{1}^{(k)}=1}[ 25 ]

ลำดับเอ็นลำดับOEIS
ลำดับฟิโบนาชชี6A000045
ลำดับเพลล์12A000129
ลำดับของจาคอบสทาล18A001045
ลำดับภาพวัวของนารายณะ10A000930
ลำดับปาโดวาน15A000931
ลำดับเพลล์ลำดับที่สาม20A008998
ลำดับไตรโบนาชชี30A000073
ลำดับเทตรานาชชี210A000288

ลำดับเซมิฟิโบนาชชี

ลำดับกึ่งฟิโบนาชชี(ลำดับA030067ในOEIS )ถูกกำหนดโดยใช้การเรียกซ้ำแบบเดียวกันสำหรับพจน์ที่มีดัชนีเป็นเลขคี่เอ(2n+1)=เอ(2n)+เอ(2n1){\displaystyle a(2n+1)=a(2n)+a(2n-1)}และเอ(1)=1{\displaystyle a(1)=1}แต่สำหรับดัชนีคู่เอ(2n)=เอ(n){\displaystyle a(2n)=a(n)}, n1{\displaystyle n\geq 1}การแบ่งครึ่ง A030068ของพจน์ดัชนีคี่(n)=เอ(2n1){\displaystyle s(n)=a(2n-1)}ดังนั้นจึงตรวจสอบแล้ว(n+1)=(n)+เอ(n){\displaystyle s(n+1)=s(n)+a(n)}และเป็นลำดับที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งจะให้ผลลัพธ์เป็นเซตของจำนวนกึ่งฟิโบนาชชี

1, 2, 3, 5, 6, 9, 11, 16, 17, 23, 26, 35, 37, 48, 53, 69, 70, 87, 93, 116, 119, 145, 154, ... (ลำดับA030068ในOEIS )

ซึ่งเกิดขึ้นเป็น(n)=เอ(2เค(2n1)),เค=0,1,{\displaystyle s(n)=a(2^{k}(2n-1)),k=0,1,\ldots } .

หมายเหตุ

  1. ค่าคงที่ 𝑎 มาจากสูตรของ Simon Plouffe ในปี 1992 พหุนามขั้นต่ำของ ค่านี้สามารถหาได้ด้วยอัลกอริทึมความสัมพันธ์จำนวนเต็ม
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Generalizations_of_Fibonacci_numbers&oldid=1363255547#Tetranacci_numbers "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การสรุปทั่วไปของจำนวนฟิโบนาชชี

กล่าวคือ หลังจากค่าเริ่มต้นสองค่าแล้ว แต่ละจำนวนจะเป็นผลรวมของจำนวนสองค่าก่อนหน้า

การขยายไปสู่จำนวนเต็มลบ

การใช้ ⁠ เอฟ n − 2 = เอฟ n − เอฟ n − 1 {\displaystyle F_{n-2}=F_{n}-F_{n-1}} เรา สามารถขยายลำดับฟิโบนาชี่ไปสู่ จำนวนเต็ม ลบ ได้ ดังนั้นเราจะได้:

ขยายไปสู่จำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อนทั้งหมด

มีรูปแบบทั่วไปหลายแบบของจำนวนฟิโบนาชี่ที่รวม จำนวนจริง (และบางครั้งก็ จำนวนเชิงซ้อน ) ไว้ในโดเมน แต่ละรูปแบบเกี่ยวข้องกับ อัตราส่วนทองคำ φ และอิงตาม สูตรของบิเนต์

ปริภูมิเวกเตอร์

คำว่า ลำดับฟิโบนาชชี ยังถูกนำไปใช้ในความหมายทั่วไปกับ ฟังก์ชัน ใดๆ อีกด้วย จี {\displaystyle g} จากจำนวนเต็มไปยัง ฟิลด์ ซึ่ง ⁠ จี ( n ) = จี ( n − 1 ) + จี ( n − 2 ) {\displaystyle g(n)=g(n-1)+g(n-2)} ฟังก์ชันเหล่านี้มีรูป แบบ ดังนี้ 1 {\displaystyle {1}}...