1.简介
Tribonacci序列和Tribonacci-Lucas序列由三阶递推关系定义:以及:分别是。Tribonacci概念是由14岁的学生M.Feinberg介绍的[1]1963年。它的基本特性如所示[2,三,4,5,6,7,8,9,10,11,12]和Binet公式n个第个数字是在[13]. 序列和可以通过定义以下内容扩展到负下标:以及:对于分别是。因此,复发(1)和(2)保留所有整数 通过写作代替在(1),并消除和在这个递归关系和递归关系之间(1),对于 扩展的定义负下标可以通过写递归关系来证明(三)作为: 请注意(请参见[4]). 接下来,我们给出带有正负下标的Tribonacci和Tribonaci-Lucas数的前几个值: 众所周知,对于所有整数通常的Tribonacci和Tribonaci-Lucas数可以使用Binet公式表示:以及:分别,其中、和是三次方程的根此外,哪里:是单位的原始立方根。请注意,我们具有以下身份: Tribonacci序列的生成函数和Tribonacci-Lucas层序是: 我们现在介绍了Tribonacci和Tribonaci-Lucas数的一些性质。
我们有[三]:以及:哪里:是跟踪运算符,并且定义如下:它是第二阶主要未成年人的决定因素之和
本文在下一节中定义了Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenions,并给出了它们的一些性质。在给出它们的定义之前,我们先介绍一些关于Cayley-Dickson代数的信息。
代数(复数),(四元数),以及(八元数)是从实数得到的实除代数通过一种称为Cayley-Dickson过程(施工)的加倍程序。通过加倍(暗淡),我们得到复数(暗淡);然后,生成四元数(暗淡);和生产八角(暗淡). 下一个加倍过程适用于然后生成一个代数(暗淡)称为塞德尼翁。这种加倍过程可以延伸到景天以外,形成所谓的景天-离子(参见示例[14,15,16]). 接下来,我们解释这个加倍过程。
Cayley-Dickson代数是一个序列非关联的-具有对合的代数。术语“共轭”可以用来指对合,因为它推广了复数上的通常共轭。有关Cayley-Dickson代数基本性质的完整解释,请参见[14]. 归纳地定义了Cayley-Dickson代数。我们首先定义成为鉴于代数被额外定义为中的共轭定义如下:乘法的定义如下:加法由组件定义为: 请注意具有维度作为-向量空间。如果我们像往常一样,对于,然后
现在,假设是,其中是身份(或单位)和被称为想象。然后,是一种景泰蓝可以写为:哪里都是实数。在这里,被称为S公司、和被称为它的想象部分。 sedenion的加法被定义为组件式,乘法的定义如下:如果,那么我们有: 通过设置哪里基本元素的乘法规则可以概括如下图1(请参见[17,18]). 从上表中可以看出:
对于 对于和
需要乘法的操作(5)是相当多的。使用naive方法计算sedenion乘法(乘积)需要256次乘法和240次加法,而在[19],只能计算122次乘法(在硬件实现的情况下是乘数)和298次加法(有关更多详细信息,请参阅[19]). 使用直接乘法,两个数相乘所需的操作数-离子如下所示表1。 用减少实数乘法次数的四元数、八元数和四元数乘法的有效算法已经存在,合成计算这两种乘法的高效算法的结果-离子产物如下表2。 Cayley-Dickson过程的问题是,加倍过程的每一步都会导致结构的逐渐损失。是一个有序域,它具有我们在处理数字时非常熟悉的所有优良特性,例如:结合性、交换性、除法性、自共轭性等。当我们加倍时拥有,失去自共轭属性(不再是有序字段);接下来,失去交换性,以及将丢失关联属性。当我们加倍以获得;失去除法属性。这意味着是非交换的、非关联的,并且具有乘法恒等式元素和乘法逆,但它不是除法代数,因为它有零因子;这意味着可以将两个非零sedenion相乘以获得零:一个示例是,另一个例子是(请参见[18]). 复数以外的代数通称为超复数。所有基于Cayley-Dickson构造的sedenion之后的超复数系统都包含零因子。
请注意,还有另一种景泰蓝,称为圆锥形景泰蓝或查尔斯·缪斯的景泰蓝;参见[22,23,24]了解更多信息。术语sedenion也用于其他16维代数结构,例如双四元数的两个副本的张量积,或实域上四乘四矩阵的代数。 过去,具有零因子的非结合代数和相关结构没有得到太多关注,因为它们在大多数数学学科中似乎没有任何有用的应用。最近,理论物理学家将大量注意力集中在Cayley-Dickson代数上(八元数)和(sedenions),因为它们在形成许多新的基本粒子理论方面越来越有用。特别是八角头(这是实域上唯一的非结合赋范除法代数;参见示例[25,26])人们发现它涉及许多意想不到的领域(如拓扑学、量子理论、Clifford代数等),在许多科学领域,如线性引力和电磁理论,都出现了塞德尼子。 简要地,sedenion代数具有以下特性:
是实域上的16维非结合非交换(Cayley-Dickson)代数,
不是合成代数或除法代数,因为它有零因子,
是非替代代数,即,如果和是塞德尼翁,规则和不要总是抱着,
是幂关联代数,即,如果S公司那么是一种景泰蓝
2.Tribonacci-Lucas Sedenion及其生成函数和Binet公式
在本节中,我们定义了Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenions,并给出了它们的生成函数和Binet公式。首先,我们从文献中给出了关于四元数序列、八元数序列和四元数列的一些信息。
Horadam公司[27]引入n个th斐波那契和n个第个卢卡斯四元数为:以及:分别,其中和是n个第个斐波那契数和卢卡斯数。他还将广义斐波那契四元数定义为:哪里是n个第个广义斐波那契数(现在称为霍拉达姆数) (第页和q个是任意整数)。斐波那契四元数的许多其他推广已经给出;例如,见哈利西和卡拉塔什[28]和波兰[29]. Cerda-莫拉莱斯[30]定义并研究了广义Tribonacci四元数序列,其中包括先前引入的Tribonaci、Padovan、Narayana和三阶Jacobsthal四元数。她将广义Tribonacci四元数定义为:哪里是n个由三阶递推关系定义的第个广义Tribonacci数: 在这里,是任意整数是实数。
许多作者以多种不同的方式定义和研究了各种八角数列家族(如斐波那契八角、佩尔八角、雅各布斯塔尔八角和三阶雅各布斯塔尔八角)。例如,凯西利奥格鲁和阿克库什[31]引入了斐波那契和卢卡斯八元数:以及:分别,其中和是n个第个斐波那契数和卢卡斯数。参考文献[32]、希曼和伊佩克介绍了雅各布斯塔尔八元数和雅各布斯塔-卢卡斯八元数。参考文献[33],Cerda Morales引入了三阶Jacobthal八元数,也在参考文献中[34],她定义并研究了Tribonacci型八元数。 许多作者定义并研究了定数序列(例如二阶定数序列:斐波那契定数序列、k-Pell和k-Pell-Lucas定数序列,Jacobsthal和Jacobstha-Lucas定数序列)。例如,Bilgici、Tokešer和Unal[17]介绍了斐波纳契和卢卡斯沉积岩:以及:分别,其中和是n个第个斐波那契数和卢卡斯数。参考文献[35],Catarino引入了k-Pell和k-Pell-Lucas sedenions。参考文献[36]、希曼和伊佩克介绍了雅各布斯塔尔和雅各布斯-卢卡斯塞德尼昂。 居尔[37]引入了k-Fibonacci和k-Lucas三重离子:以及:分别,其中和是n个第k个k-Fibonacci和k-Lucas数。 我们现在在sedenion代数上定义Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenion. The
n个th Tribonacci sedenion是:和n个th Tribonacci-Lucas sedenion为: 的共轭和定义如下:以及:分别是。The norms of
n个Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenions为:以及:分别是。 计算和我们需要以下引理。
我们现在可以计算和
定理 1 第n个Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenions的规范如下所示: 现在,我们将说明Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenions的Binet公式,在本文的其余部分,我们修正了以下符号。 定理 2 对于任何整数第n个Tribonacci sedenion是:第n个Tribonacci-Lucas sedenion为: 证明。 重复使用(4)英寸(6)使我们能够为 和 下一个定理为我们提供了Tribonacci-Lucas sedenions和Tribonaci-Lucas sedenions的Binet公式的另一种证明。为此,我们需要的是和以下为:
证明。 定理2的替代证明:
来自身份对于n个第个Tribonacci数我们有: 因此,这证明了(12). 同样,我们得到(13). □ 接下来,我们介绍生成函数。
定理 三。 Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenions的生成函数为:以及:分别是。 证明。 定义请注意: 使用上表和递归关系,我们有: 自Tribonacci sedenion的生成函数为: 在下面的定理中,我们使用生成函数给出了Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenion的另一种形式的Binet公式。
定理 4 对于任何整数第n个Tribonacci sedenion是:第n个Tribonacci-Lucas sedenion为: 证明。 我们可以使用生成函数。因为方程的根是以及:我们可以写出作为: 我们需要找到、和C类,因此应求解以下方程组: 因此,Binet的Tribonacci沉积公式为: 类似地,我们可以得到三波那个契-卢卡斯塞德尼翁的比奈公式。 □
如果我们比较定理2和定理4,并使用 我们有以下备注显示了和在分别求解(a)和(c)中的方程组后,我们得到(b)和(d)。
使用上述备注,我们可以发现 如下所示:以及: 现在,我们给出了公式,它给出了第一个公式的总和n个Tribonacci和Tribonaci-Lucas数字。
证明。 (23)和(24)可以很容易地用数学归纳法证明。为了证明(23)使用伸缩求和法,请参见[40],或使用矩阵对角化证明,请参见[41],或另请参阅[30]. 为了证明(24),请参阅[42]. 自和由此可见 □ 还有一个公式是第一个n个负Tribonacci数: 有关上述公式的证明,请参见Kuhapatanakul和Sukruan[43]. 接下来,我们给出了第一个公式的总和n个Tribonacci和Tribonaci-Lucas sedenions。
定理 5 Tribonacci和Tribonaci-Lucas沉积物的求和公式为以及:分别,其中:以及: 证明。 使用(6)和(23),我们得到:以及:哪里因此: 这证明了(25). 同样,我们可以获得(26). □ 3.Tribonacci和Tribonaci-Lucas Sedenion的一些恒等式
在本节中,我们给出了关于Tribonacci和Tribonacci-Lucas sedenion的恒等式。
定理 6 对于以下身份保持不变:
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
- (e)
- (f)
证明。 (a) 遵循递归关系(参见示例[39]). 其他人很容易建立。 □ 定理 7 对于 ,我们有:
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
证明。 (a) 和(d)可以通过对米,和(c)可以通过对对于(b),替换n个通过和米通过在(a)中。 □
注意,事实上,上述定理的结果对所有整数都成立n个和米,并采取在(c)中,我们得到:和服用在(d)中: 还要注意,因为对于所有整数 ,如下所示: 定理 8 对于所有整数以下身份保持不变:
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
- (e)
- (f)
证明。 对于所有整数n个和米,我们有和(请参见[44]). 为提供一些价值我们得到了结果。 □ 4.与Tribonacci和Tribonacci-Lucas Sedenions公司
定义决定因素和对于所有整数签署人: 定理 9 以下陈述是正确的。
- (a)
和对于所有整数
- (b)
- (c)
证明。 (a) 是结果的特例[45]. 扩大沿着顶行给出现在,(b)如下。扩大沿着顶行给出,现在,(c)如下。 □ 考虑一下顺序,由三阶递推关系定义: 请注意,一些作者称Tribonacci序列而不是.数字可以用比奈公式表示:和负数 满足递归关系: 为了获得特殊序列的某些恒等式,矩阵方法是一种非常有用的方法。我们定义平方矩阵M(M)第三个订单为:使得请注意: 为了证明(27),请参阅[46]. 矩阵公式和可以表示为:以及: 现在,我们定义矩阵和作为: 这些矩阵和可以分别称为Tribonacci-sedenion矩阵和Tribonaci-Lucas sedenion矩阵。
定理 10 对于以下内容有效:
证明。 我们通过数学归纳法证明如果那么结果就很清楚了。现在,我们假设这是真的即: 如果我们使用(8),然后针对我们有然后,通过归纳假设,我们得出: 推论 1 对于以下保持:
- (a)
- (b)
证明。 (a)的证明可以从系数中看出(28)矩阵的和(27). (b)的证明可以从系数中看出(29)矩阵的和(27). 请注意,如果我们替换矩阵,则会得到类似的结果M(M)使用矩阵N个和O(运行)定义单位: □