Numere Fibonacci. f n+1 = f n + f n 1. (1) In plus, f 0 = 0 si f 1 = 1. (2)

Σχετικά έγγραφα
Curs 1 Şiruri de numere reale

Curs 4 Serii de numere reale

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Progresii aritmetice si geometrice. Progresia aritmetica.

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Curs 2 Şiruri de numere reale

Principiul Inductiei Matematice.

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Ecuatii exponentiale. Ecuatia ce contine variabila necunoscuta la exponentul puterii se numeste ecuatie exponentiala. a x = b, (1)

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

Ecuatii trigonometrice

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

Integrala nedefinită (primitive)

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

riptografie şi Securitate

MARCAREA REZISTOARELOR

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

CONCURS DE ADMITERE, 17 iulie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

O generalizare a unei probleme de algebră dată la Olimpiada de Matematică, faza judeţeană, 2013

Lucrare. Varianta aprilie I 1 Definiţi noţiunile de număr prim şi număr ireductibil. Soluţie. Vezi Curs 6 Definiţiile 1 şi 2. sau p b.

Subiecte Clasa a V-a

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

Subiecte Clasa a VII-a

Concurs MATE-INFO UBB, 1 aprilie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Esalonul Redus pe Linii (ERL). Subspatii.

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Subiecte Clasa a VIII-a

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

Concurs MATE-INFO UBB, 25 martie 2018 Proba scrisă la MATEMATICĂ

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

1.3 Baza a unui spaţiu vectorial. Dimensiune

Capitolul 4 PROPRIETĂŢI TOPOLOGICE ŞI DE NUMĂRARE ALE LUI R. 4.1 Proprietăţi topologice ale lui R Puncte de acumulare

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

Criptosisteme cu cheie publică III

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Toate subiectele sunt obligatorii. Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. Se acordă din oficiu 10 puncte. SUBIECTUL I.

2 Transformări liniare între spaţii finit dimensionale

Criterii de comutativitate a grupurilor

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Matrice. Determinanti. Sisteme liniare

există n0 N astfel ca pentru orice 1.Teoremă. Orice şir (xn)n din Q convergent la un, x Q are loc xn+p-xn ε (propritatea lui Cauchy).

Inegalitati. I. Monotonia functiilor

CURS XI XII SINTEZĂ. 1 Algebra vectorială a vectorilor liberi

1. Sisteme de ecuaţii liniare Definiţia 1.1. Fie K un corp comutativ. 1) Prin sistem de m ecuaţii liniare cu n necunoscute X 1,...

Să se arate că n este număr par. Dan Nedeianu

Spatii liniare. Exemple Subspaţiu liniar Acoperire (înfăşurătoare) liniară. Mulţime infinită liniar independentă

Funcţii Ciudate. Beniamin Bogoşel

CERCUL LUI EULER ŞI DREAPTA LUI SIMSON

z a + c 0 + c 1 (z a)

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

Al cincilea baraj de selecţie pentru OBMJ Bucureşti, 28 mai 2015

CURS 11: ALGEBRĂ Spaţii liniare euclidiene. Produs scalar real. Spaţiu euclidian. Produs scalar complex. Spaţiu unitar. Noţiunea de normă.

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

MODELE DE TESTE GRILĂ PENTRU ADMITEREA DISCIPLINA: ALGEBRĂ (cls. a IX-a, a X-a, a XI-a)

Vectori liberi Produs scalar Produs vectorial Produsul mixt. 1 Vectori liberi. 2 Produs scalar. 3 Produs vectorial. 4 Produsul mixt.

Lectia VI Structura de spatiu an E 3. Dreapta si planul ca subspatii ane

SEMINAR TRANSFORMAREA FOURIER. 1. Probleme

Tranzistoare bipolare şi cu efect de câmp

1.4 Schimbarea bazei unui spaţiu vectorial

Concursul Interjudeţean de Matematică Academician Radu Miron Vaslui, noiembrie Subiecte clasa a VII-a

Sisteme de ecuaţii diferenţiale

1. Completati caseta, astfel incat propozitia obtinuta sa fie adevarata lg 4 =.

Examen AG. Student:... Grupa: ianuarie 2016

IV. CUADRIPOLI SI FILTRE ELECTRICE CAP. 13. CUADRIPOLI ELECTRICI

Sala: Octombrie 2014 SEMINAR 1: ALGEBRĂ. este un Q-spaţiu vectorial, faţă de operaţiile uzuale de adunare şi înmulţire cu un număr raţional.

Rădăcini primitive modulo n

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare

CONCURSUL INTERJUDEȚEAN DE MATEMATICĂ TRAIAN LALESCU, 1998 Clasa a V-a

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal


Seminar Algebra. det(a λi 3 ) = 0

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

CONCURSUL DE MATEMATICĂ APLICATĂ ADOLF HAIMOVICI, 2017 ETAPA LOCALĂ, HUNEDOARA Clasa a IX-a profil științe ale naturii, tehnologic, servicii

Orice izometrie f : (X, d 1 ) (Y, d 2 ) este un homeomorfism. (Y = f(x)).

Transcript:

Numere Fibonacci Problema iepurilor Fie data o pereche de iepuri. Se stie ca fiecare pereche de iepuri produce in fiecare luna o noua pereche de iepuri, care la randul sau devine productiva la varsta de o luna. Sa se determine cate perechi de iepuri vor fi dupa n luni. Initial vom remarca istoria acestei probleme si apoi solutia ei, precum si alte probleme ce tin de ea. Vorbind de matematica din antichitate fiecare ar numi asa matematicieini ca Euclide, Pytagoras, Heron s.a. Unul dintre cei mai ilustri matematicieni a Evului Mediu, de rand cu Viete, ar fi Leonardo din Pisa, cunoscut sub numele Fibonacci (prescurtare de la filus Bonacci, adica fiul lui Bonacci). Fibonacci, nascut in Italia, in 1175, a fost educat in Nordul Africii, unde tatal sau detine un post diplomatic. Revenind in Italia, in 10 publica un tratat de matematica cu titlul "Liber abaci". Acest tratat contine aproape toata informatia acelui timp, referitoare la aritmetica si algebra, si care a avut un rol important pe parcursul urmatoarelor secole in dezvoltarea matematicii in Europa. In particular, in baza acestui tratat, europenii au luat cunostinta de scrierea arabica a numerelor, adica de sistemul de numeratie pozitional arab. La fel, in 10 publica "Practica geometrica", in 15 "Liber quadratorum". Tratatul "Liber abaci" a fost reeditat in 18. Una din problemele discutate in "Liber abaci" este anume "problema iepurilor", (p. 13-14 in editia anului 18) prezentata la inceputul acestui material. Sa trecem la rezolvarea acestei probleme. Fie f n numarul de perechi de iepuri dupa n luni. Numarul de perechi de iepuri dupa n + 1, notat prin f n+1, va fi numarul de perechi la luna n, adica f n, plus numarul de iepuri nou-nascuti. Cum iepuri se nasc din pereche de iepuri cu varsta mai mare de o luna, iepuri nou-nascuti vor fi f n 1 perechi. Prin urmare se obtine relatia f n+1 = f n + f n 1. (1) In plus, f 0 = 0 si f 1 = 1. () 1

Asadar am obtinut un sir numeric definit in mod recurent. Scriind termenii acestui sir, determinam 0, 1, 1,, 3, 5, 8,... (3) numit sirul Fibonacci. Fiecare termen al sirului, incepand cu al treilea, este egal cu suma precedentilor doi termeni. Primii doi termeni se considera fiind dati, f 0 = 0, f 1 = 1. Astfel "problema iepurilor" s-a redus la rezolvarea ecuatiei functionale (1), adica la determinarea termenului general f n a sirului, care verifica relatia (1) in conditiile (). Presupunem ca sirul f n are forma f n = λ n, (4) unde λ un parametru real. Substituim f n in (1), si obtinem λ n+1 = λ n + λ n 1, sau echivalent Cum f n 0 λ n 1 (λ λ 1) = 0. ( n N ), ultima egalitate devine λ λ 1, (5) care reprezinta o ecuatie patrata in raport cu parametrul real λ. Din (5) deducem Asadar, sirurile λ 1 = 1 + 5, λ = 1 5. ( ) n ( ) n 1 + 5 1 5 f n =, f n =, verifica egalitatea (1). De aici, conchidem ca ecuatia (1) poseda mai multe solutii. In general exista o infinitate de siruri care verifica (1). Usor de observat ca sirul de forma ( ) n ( 1 + 5 1 5 f n = c 1 + c ) n, (6)

unde c 1, c - constante reale fixate, la fel verifica (1). Mai mult, se poate arata ca orice sir ce verifica egalitatea (1) are forma (6). Avand alte scopuri, nu vom demonstra acest fapt in cadrul acestei lucrari. Pentru cei interesanti in teoria generala de solutionare a ecuatiilor de forma (1), numite ecuatii cu diferente finite, recomandam sa consulte [1]-[4]. Revenind la sirul Fibonacci, constatam ca acest sir se determina univoc, si unicitatea este dictata de primii doi termeni, adica de conditiile initiale (). Sunstituind n = 0 si n = 1 in (6), se obtine sistemul liniar cu solutia c 1 = 1 5, c = 1 5. c 1 + c = 0, c 1 1 + 5 + c 1 5 = 1, In final, termenul de rang n al sirului Fibonacci are forma f n = 1 ( ) n 1 + 5 1 5 5 ( ) n 1 5 (n N). (7) Proprietati ale sirului Fibonacci. 1. Demonstratie. f 1 + f +... + f n = f n+ 1. (8) f 1 = f 3 f f = f 4 f 3... f n 1 = f n+1 f n f n = f n+ f n+1. Sumand parte cu parte egalitatile anterioare se obtine si cum f = 1 se obtine egalitatea (8). f 1 + f +... + f n = f n+ f, 3

. f 1 + f 3 + f 5 +... + f n 1 = f n. 3. f + f 4 +... + f n = f n+1 1. Proprietatile 3 se demonstreaza similar cu 1. 4. f 1 + f +... + f n = f n f n+1. (9) Demonstratie. Se observa cu usurinta ca are loc relatia f n f n+1 f n 1 f n = f n (f n+1 f n 1 ) = f n (n N). Din aceasta relatie, deducem egalitatile f 1 = f 1 f, f = f f 3 f 1 f, f 3 = f 3 f 4 f f 3,... f n = f n f n+1 f n 1 f n. Sumand parte cu parte egalitatile precedente se obtine egalitatea (9). 5. Sa se arate ca f n+m = f n 1 f m + f n f m+1, (10) unde f n desemneaza termenul de rang n al sirului Fibonacci. Demonstratie. Desigur, cunoscand forma generala a termenului f n (a se vedea (9) se poate de substituit in (10) si de aratat ca are loc egalitatea. Cu toate acestea, vom demonstra (10) utilizand metoda inductiei matematice. Vom face inductia dupa m N. Pentru m = 1, egalitatea (10) devine f n+1 = f n 1 f 1 + f n f, care este evidenta. Pentru m = formula (10) la fel este evidenta. Intr-adevar, f n+ = f n 1 f + f n f 3 = f n 1 + f n = f n 1 + f n + f n = f n+1 + f n. Astfel baza inductiei este verificata (m = 1; m = ). Fie (10) este adevarata pentru m = k si m = k + 1 si vom demonstra ca este adevarata si pentru m = k +. 4

Asadar, fie sunt adevarate egalitatile f n+k = f n 1 f k + f n f k+1, f n+k+1 = f n 1 f k+1 + f n f k+. Sumand parte cu parte ultimele egalitati, se obtine f n+k+ = f n 1 f k+ + f n f k+3, care si reprezinta egalitatea (10) pentru m = k +. 6. f n = f n 1 f n + f n f n+1. Demonstratia rezulta din (10) punand m = n. 7. Termenul f n se diivide prin f n. Demonstratie. Din 6 rezulta de unde rezulta ca f n.f n. 8. f n = f n+1 f n 1. 9. f 3n = f 3 n+1 + f 3 n f 3 n 1. f n = f n (f n 1 + f n+1 ), Proprietatile 8 9 fiind consecinte directe din 6, raman sa fie demonstrate desinestatator. 10. f n = f n 1 f n+1 + ( 1) n+1 (11) Demonstratie. Vom demonstra egalitatea (11) prin inductie dupa n. Pentru n = egalitatea (11) devine care este adevarata. f = f 1 f 3 1, Fie (11) este adevarata pentru n si vom demonstra ca este adevarata si pentru n+1. Asadar fie are loc egalitatea f n = f n 1 f n+1 + ( 1) n+1. Adunam la ambele parti a ultimei egalitati f n f n+1. Ca rezultat se obtine f n + f n f n+1 = f n 1 f n+1 + f n f n+1 + ( 1) n+1, 5

sau echivalent f n (f n + f n+1 ) = f n+1 (f n 1 + f n ) + ( 1) n+1, si cum f n+ = f n + f n+1 (a se vedea definitia sirului Fibonacci) deducem sau Deci (11) este adevarata si pentru n + 1. f n f n+ = f n+1 + ( 1) n+1, f n+1 = f n f n+ + ( 1) n+. 11. Sa se arate ca daca n este divizibil prin m atunci f n este divizibil prin f m. Demonstratie. Fie n.m, adica n = mk. Vom demonstra proprietatea (11) prin inductie dupa k. Pentru k = 1, n = m, si deci, f n evident este divizibil prin f m. Presupunem ca f mk este divizibil prin f m. Sa examinam f m(k+1). Cum f m(k+1) = f mk+m si utilizand egalitatea (10) se obtine f m(k+1) = f mk 1 f m + f mk f m+1. Primul termen al sumei din dreapta evident este divizibil prin f m. Termenul al doilea este divizibil prin f m conform presupunerii inductive. Prin urmare suma acestor termeni este divizibila prin f m, si deci, f m(k+1).f m. Proprietatea 11 este demonstrata. Alte proprietati ce tin de divizibilitate, geometrie, teoria algoritmilor etc. pot fi consultate in Bibliografia indicata la sfarsitul acestei lucrari. Exercitii pentru lucrul individual. 1. Fie (f n ) n N sirul Fibonacci. Sa se demonstreze ca (a) f 1 f + f f 3 + f 3 f 4 +... + f n 1 f n = fn (b) f 1 f + f f 3 +... + f n f n+1 = fn+1 1 (c) nf 1 + (n 1)f +... + f n 1 + f n = f n+4 (n + 3) (d) f 1 + f + 3f 3 +... + nf n = nf n+ f n+3 + 6

. Sa se arate ca pentru orice m N, printre primele m 1 numere Fibonacci exista unul divizibil prin m. 3. Sa se demonstreze ca: (a) Numarul Fibonacci f n este par daca si numai daca n este divizibil prin 3; (b) Numarul Fibonacci f n este divizibil prin 3 daca si numai daca rangul lui este divizibil prin 4; (c) f n.4 daca si numai daca n.6; (d) f n.5 daca si numai daca n.5; (e) f n.7 daca si numai daca n.8; (f) f n.16 daca si numai daca n.1. Bibliografie 1. A.I.Hincin, Fractii continue, Ed. Tehnica, Bucuresti 1960.. I.Munteanu, D.Popa, Metoda sirurilor recurente, Editura GIL, ZALAU. 3. Í.Ì.Âîðîá åâ, èñëà Ôèáîíà è, Ìîñêâà, Íàóêà, 199. 4. À.Ó.Ìàðêóøåâè, Âîçâðàòíûå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, Ìîñêâà, Íàóêà, 1975. 7