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第条

斐波那契数列和卢卡斯数列的交替和k个

通过
斯皮罗斯·D·达夫尼斯
1,*,
安德烈亚斯·菲利普
2
Ioannis E.Livieris公司
2
1
希腊Chios,GR 821-32,爱琴大学商业管理系
2
希腊帕特拉斯大学数学系,GR 265-00
*
信件应寄给的作者。
数学 2020,8(9), 1487;https://doi.org/10.3390/math8091487
收到的提交文件:2020年7月30日/修订日期:2020年8月13日/接受日期:2020年8月28日/发布日期:2020年9月3日
(本文属于特刊2020年数学分析与解析数论)

摘要

以下为:
在过去的十年中,许多研究人员致力于证明揭示斐波那契数和卢卡斯数之间关系的恒等式。最近,其中一个恒等式被推广到了斐波那契数和卢卡斯数的情况k个在目前的工作中,我们陈述并证明了关于斐波那契数和卢卡斯数交替和的一个新恒等式k个.我们的结果概括了这方面的最新工作。

1.简介

是一个大于或等于2的固定正整数,并且n个除非另有规定,否则为非负整数。表示方式 F类 n个 L(左) n个 斐波那契数和卢卡斯数,即。, F类 0 = 0 , F类 1 = 1 , F类 n个 = F类 n个 1 + F类 n个 2 ( n个 2 )、和 L(左) 0 = 2 , L(左) 1 = 1 , L(左) n个 = L(左) n个 1 + L(左) n个 2 ( n个 2 ).
斐波那契数、卢卡斯数及其推广出现在数学的许多领域,如图论[1],优化理论[2],概率论[3]、和组合[4]. 它们也出现在计算机科学中[5],数学生物学[6]、可靠性[7]等。
在序列的各种性质中,一类特别有趣的性质与表示斐波那契数和卢卡斯数之间关系的恒等式的证明有关。埃德加[8]声明并证明了以下身份:
= 0 n个 ( L(左) + ( 2 ) F类 + 1 ) = n个 + 1 F类 n个 + 1 .
特殊情况(1),用于 = 2 = 3 分别由Benjamin和Quinn证明[4]和马克[9].
k个是大于或等于2的固定正整数。达夫尼斯、菲利浦和利维埃利斯[10]广义的(1)斐波那契数列和卢卡斯数列k个(关于斐波那契数列和卢卡斯数列的定义k个,我们指的是[3,11]分别为;另请参见[7,12,13]),通过颜色平铺导出以下恒等式。
= 0 n个 ( ( L(左) ( k个 ) + ( 2 ) F类 + 1 ( k个 ) j个 = 3 k个 ( j个 2 ) F类 j个 + 1 ( k个 ) ) ) = n个 + 1 F类 n个 + 1 ( k个 ) + k个 2 .
一个简单的证明(2)由Philippou和Dafnis提供[14].
在本注记中,我们陈述并证明了关于斐波那契数列和卢卡斯数列交替和的一个新恒等式k个,类似于(2). 作为此身份的特例 k个 = 2 之后,一个新的恒等式进一步简化为马丁雅克最近导出的斐波那契-卢卡斯关系[15].

2.新身份

我们目前声明并证明如下:
定理 1
( F类 n个 ( k个 ) ) n个 0 是k阶斐波那契数列,并集合 F类 1 ( k个 ) = F类 k个 + 1 ( k个 ) = 0 即。, F类 n个 ( k个 ) = 0 对于 k个 + 1 n个 0 , F类 1 ( k个 ) = 1 ,以及 F类 n个 ( k个 ) = j个 = 1 k个 F类 n个 j个 ( k个 ) 对于 n个 2 此外,让 ( L(左) n个 ( k个 ) ) n个 0 是Lucas数的序列或k阶。, L(左) 0 ( k个 ) = k个 , L(左) 1 ( k个 ) = 1 , L(左) n个 ( k个 ) = n个 + j个 = 1 n个 1 L(左) n个 j个 ( k个 ) 对于 2 n个 k个 ,以及 L(左) n个 ( k个 ) = j个 = 1 k个 L(左) n个 j个 ( k个 ) 对于 n个 k个 + 1 然后:
= 0 n个 ( 1 ) n个 L(左) + 1 ( k个 ) + 2 F类 ( k个 ) j个 = 3 k个 j个 F类 j个 + 2 k个 = ( 1 ) n个 F类 n个 + 1 k个 .
证明。 
我们采用了以下关系(参见Charalambides[11], ( 2.18 ) 以及我们对 F类 n个 ( k个 ) ):
L(左) n个 ( k个 ) = j个 = 1 最小值 { n个 , k个 } j个 F类 n个 j个 + 1 k个 = j个 = 1 k个 j个 F类 n个 j个 + 1 k个 , n个 1 ,
这意味着:
L(左) n个 + 1 ( k个 ) = j个 = 1 k个 j个 F类 n个 j个 + 2 k个 = F类 n个 + 1 ( k个 ) + 2 F类 n个 ( k个 ) + j个 = 3 k个 j个 F类 n个 j个 + 2 k个 , n个 0 .
然后,
= 0 n个 ( 1 ) n个 L(左) + 1 ( k个 ) + 2 F类 ( k个 ) j个 = 3 k个 j个 F类 j个 + 2 k个 = = 0 n个 1 n个 F类 ( k个 ) + F类 + 1 ( k个 ) = n个 F类 1 ( k个 ) n个 1 F类 1 k个 + F类 2 k个 + n个 2 F类 2 k个 + F类 3 k个 + 1 n个 F类 n个 k个 + F类 n个 + 1 k个 = 1 n个 F类 n个 + 1 k个 ,
这将被示出。
对于 k个 = 2 ,标识(3)简化为一个新的斐波那契-卢卡斯关系,类似于(1). 我们将其呈现在以下推论中。
推论 1
F类 n个 是斐波那契数列 L(左) n个 是卢卡斯的数字。那么,对于任何 2 ,
= 0 n个 ( 1 ) n个 L(左) + 1 + 2 F类 = ( 1 ) n个 F类 n个 + 1 .
对于 = 2 ,推论1进一步简化为:
= 0 n个 ( 1 ) 2 n个 L(左) + 1 = ( 1 ) n个 F类 n个 + 1 ,
这是Martinjak的定理1[15].
接下来,在推论2中,我们提出了三阶卢卡斯数之间的一个新关系(参见[11])和tribonacci数(参见[3,16,17]),作为定理1的另一个特例 k个 = 3 .
推论 2
( T型 n个 ) n个 0 是tribonacci数的序列,即。, T型 0 = 0 , T型 1 = 1 , T型 2 = 1 ,以及 T型 n个 = T型 n个 1 + T型 n个 2 + T型 n个 3 对于 n个 3 此外,让 ( V(V) n个 ) n个 0 是三阶卢卡斯数的序列,即。, V(V) 0 = 3 , V(V) 1 = 1 , V(V) 2 = 3 ,以及 V(V) n个 = V(V) n个 1 + V(V) n个 2 + V(V) n个 3 对于 n个 3 .设置 T型 1 = 0 然后:
= 0 n个 ( 1 ) n个 V(V) + 1 + 2 T型 3 T型 1 = ( 1 ) n个 T型 n个 + 1 .
最后,在表1,我们给出斐波那契数列的前10项( k个 = 2 ),摩擦片( k个 = 3 )、tetranacci或quadranacci( k个 = 4 )、彭塔纳奇或彭塔奇( k个 = 5 )、hexacci或esanacci( k个 = 6 ),赫普塔纳奇( k个 = 7 )和辛酸( k个 = 8 )数字。表2,我们给出了Lucas顺序数的前10项k个对于 k个 = 2 , 3 , , 8 。根据在线整数序列百科全书(OEIS),每个表的最后一列包含A-number[18],对于每个序列。
表1表2可以提供以下内容的插图(3), (4)和(6)对于n的较小值,我们现在将给出三个示例。正在修复 k个 = 4 , n个 = 6 利用每个表第三行的适当条目,我们可以很容易地计算(3)如预期,等于−29,因为 F类 7 ( 4 ) = 29 .固定 k个 = 2 , n个 = 7 利用每个表第一行的适当条目,我们可以很容易地计算(4)如预期,等于−21,因为 F类 8 = 21 最后,修复 k个 = 3 , n个 = 5 利用每个表第二行的适当条目,我们可以很容易地计算(6)如预期,等于−13,因为 T型 6 = 13 .

3.讨论和结论

在目前的工作中,我们探讨了斐波那契数列和卢卡斯数列之间的关系k个我们建立了一个新的身份,它概括或扩展了过去十年文献中出现的结果。我们新结果的证明很简单,因为我们的目的是进一步揭示上述关系。关于未来的研究,可以使用不同的技术来证明新的恒等式,例如组合方法或基于数字生成函数的方法。作者坚信,新的恒等式可能对应用研究非常有益,因为斐波那契数和卢卡斯数在各个领域的广泛应用中都能满足。

作者贡献

监督、A.N.P.和I.E.L。;写作审核和编辑,S.D.D.所有作者都已阅读并同意手稿的出版版本。

基金

这项研究没有得到外部资助。

致谢

作者感谢评委们的通读、有用的评论和建议,这些都有助于改进文章的表述。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

工具书类

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表1。斐波那契数列k个.
表1。斐波那契数列k个.
n个12345678910A-编号
k个
211235813213455A000045号
31124713244481149A000073号
411248152956108208A000078号
511248163161120236A001591号
611248163263125248A001592号
711248163264127253A066178号
811248163264128255A079262号
表2。卢卡斯序列k个.
表2。卢卡斯序列k个.
n个123456789A-编号
k个
213471118294776A000032号
313711213971131241A001644号
413715265199191367A073817号
5137153157113223439A074048号
6137153163120239475A074584号
7137153163127247493A104621号
8137153163127255502A105754号

分享和引用

MDPI和ACS样式

达夫尼斯,S.D。;菲利普·A.N。;I.E.利维埃利斯。斐波那契数列和卢卡斯数列的交替和k个.数学 2020,8, 1487.https://doi.org/10.3390/math8091487

AMA风格

Dafnis SD、Philippou AN、Livieris IE。斐波那契数列和卢卡斯数列的交替和k个.数学. 2020; 8(9):1487.https://doi.org/10.3390/math8091487

芝加哥/图拉宾风格

Dafnis、Spiros D.、Andreas N.Philippou和Ioannis E.Livieris。2020年,“斐波那契数列和卢卡斯数列交替求和k个数学第8页,编号9:1487。https://doi.org/10.3390/math8091487

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