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斐波那契多項式


FibonacciPolynomials

透過在 盧卡斯多項式序列 中設定 p(x)=xq(x)=1 獲得的 W 多項式。(相應的 w 多項式 稱為 盧卡斯多項式。)它們具有顯式公式

 F_n(x)=((x+sqrt(x^2+4))^n-(x-sqrt(x^2+4))^n)/(2^nsqrt(x^2+4)).
(1)

斐波那契多項式 F_n(x)Wolfram Language 中實現為Fibonacci[n, x].

斐波那契多項式由 遞推關係 定義

 F_(n+1)(x)=xF_n(x)+F_(n-1)(x),
(2)

其中 F_1(x)=1F_2(x)=x

前幾個斐波那契多項式是

F_1(x)=1
(3)
F_2(x)=x
(4)
F_3(x)=x^2+1
(5)
F_4(x)=x^3+2x
(6)
F_5(x)=x^4+3x^2+1
(7)

(OEIS A049310)。

斐波那契多項式具有 生成函式

G(x,t)=t/(1-t^2-tx)
(8)
=sum_(n=0)^(infty)F_n(x)t^n
(9)
=t+xt^2+(x^2+1)t^3+(x^3+2x)t^4+....
(10)

斐波那契多項式被標準化,使得

 F_n(1)=F_n,
(11)

其中 F_ns 是 斐波那契數

F_n(x) 也由顯式求和公式給出

 F_n(x)=sum_(j=0)^(|_(n-1)/2_|)(n-j-1; j)x^(n-2j-1),
(12)

其中 |_x_|向下取整函式,而 (n; m)二項式係數

F_n(x) 的導數由下式給出

 (dF_n(x))/(dx)=(2nF_(n-1)(x)+(n-1)xF_n(x))/(x^2+4).
(13)

斐波那契多項式具有可除性:F_n(x) 整除 F_m(x) 當且僅當 n 整除 m。對於素數 pF_p(x)不可約多項式F_n(x) 的零點是 2icos(kpi/n),對於 k=1, ..., n-1。對於素數 p,這些根是 2i 乘以第 p分圓多項式 的根的實部 (Koshy 2001, p. 462)。

恆等式

 F_n(U_(p-1)(1/2sqrt(5)))=(F_(np))/(F_p),
(14)

對於 p=1, 3, ... 和 U_n(x)二類切比雪夫多項式),給出恆等式

F_n(4)=(F_(3n))/(F_3)
(15)
F_n(11)=(F_(5n))/(F_5)
(16)
F_n(29)=(F_(7n))/(F_7)
(17)
F_n(76)=(F_(9n))/(F_9)
(18)

等等,其中 U_(p-1)(1/2sqrt(5)) 給出序列 4, 11, 29, ... (OEIS A002878)。

斐波那契多項式透過下式與 Morgan-Voyce 多項式 相關聯

F_(2n+1)(x)=b_n(x^2)
(19)
F_(2n+2)(x)=xB_n(x^2)
(20)

(Swamy 1968)。


另請參閱

婆羅摩笈多多項式, 斐波那契數, Morgan-Voyce 多項式

相關的 Wolfram 網站

http://functions.wolfram.com/Polynomials/Fibonacci2/, http://functions.wolfram.com/HypergeometricFunctions/Fibonacci2General/

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參考文獻

Koshy, T. Fibonacci and Lucas Numbers with Applications. New York: Wiley, 2001.Sloane, N. J. A. Sequence A002878/M3420 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Swamy, M. N. S. "Further Properties of Morgan-Voyce Polynomials." Fib. Quart. 6, 167-175, 1968.

在 中被引用

斐波那契多項式

請引用為

Weisstein, Eric W. “斐波那契多項式。” 來自 網路資源。 https://mathworld.tw/FibonacciPolynomial.html

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