6
$\开始组$

对于自然数序列$(a_n)$,只要存在,就定义$\alpha(n):=\min\{m\in\mathbb{n}:n|a_m\}$。因此$\alpha(n)$是第一个索引$m$,$n$将$a_m$相除。

现在定义以下序列。设置$a_1:=1,a_2:=1$和$$a{x+2}:=1+\sum{n:\alpha(n)\leqx}\varphi(n$$$x\geq 1$。总和是指将所有$n$除以至少一个$a_m$和$m\leq x$$\varphi$是欧拉的总函数。可以证明这是斐波那契数列。

我的怀疑是,上述只是一种复杂的方式,用以说明欧拉的全方位函数和斐波那契数之间的一些众所周知甚至明显的联系。我错过了什么?

Q: 我想要一份参考(如果是众所周知的)或一份简短的证明(如果是显而易见的)。

$\端组$
1
  • $\开始组$ $\alpha$的函数太隐式。我试着计算$a_3$的下一项,但我不知道如何继续。你怎么计算$a_3$?我试着算出它,但得到了$a_3=4$,假设你忽略了$\alpha$的值,如果你不知道$\alfa$的值是多少。 $\端组$ 2022年7月30日23:29

1答案1

重置为默认值
2
$\开始组$

我不知道我们是否可以用卷积来证明你的陈述,这是我第一次看到它,所以我不知道有什么参考,但我有一个归纳证明。

第一项$a_1,a_2$与斐波那契数一致。

让我们假设:$a_1,a_2,\cdots,a_{x},a_{x+1}$是第一个斐波那契数(这个假设在命题中使用),并证明$a_{x+2}$是下一个斐波那契数。

我们计算$a{x+2}-a{x+1}$:$$a{x+2}-a{x+1}=\sum_{n:\alpha(n)=x}\varphi(n$$我们知道$\lfloor x/k\rfloor-\lfloor-(x-1)/k\rploor=1$当$k|x$(对于$k\geq1$)时,$0$否则,所以$$a{x+2}-a{x+1}=\sum{n:\alpha(n)|x}\varphi(n,\,\,(1)$$但我们有

提议对于每个正整数$n$$\alpha(n)|x\Leftrightarrow n|a_x$$

证明首先,很明显,如果$\alpha(n)=k$加上$k|x$,那么$n|ak$,因为$ak$和$a_x$是斐波那契数,那么$a_k|a_x$finally$n|a_x$。

其次,给定$a_x$的除数$n$,让$\alpha(n)=k\leqx$,然后$n|a_k$so$n|gcd(a_k,a_x)=a_{gcd(x,k)}$(因为$a_x$和$a_k$是斐波那契数),使用$\alfa(n。

使用该命题,总和$(1)$变为:$$a{x+2}-a{x+1}=\sum{n:n|ax}\varphi(n)$$使用Euler的标识$\sum_{d:d|n}\varphi(d)=n$:$$a{x+2}-a{x+1}=ax$$

最后$a_{x+2}$是下一个斐波那契数

$\端组$
  • 1
    $\开始组$ 很好的证据! $\端组$ 2015年2月20日14:12
  • $\开始组$ 从技术上讲,你不允许使用这个命题,因为alpha_n是由a_n隐含定义的,我们不知道这个命题在那个阶段是否成立。然而,我相信这可以在一两行内解决。 $\端组$ 2015年2月20日14:20
  • 1
    $\开始组$ 这个命题成立了,因为数字$a_1,θ,a{x+1}$是第一个斐波那契数(归纳假说),所以我对这个命题做了一些修改 $\端组$ 2015年2月20日14:26

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