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四階費波那契數


四階費波那契數是斐波那契數的推廣,由 T_0=0, T_1=1, T_2=1, T_3=2, 和遞推關係定義

 T_n=T_(n-1)+T_(n-2)+T_(n-3)+T_(n-4)
(1)

對於 n>=4。 它們代表了 n=4 情況下的斐波那契n步數。 前幾項為 n=0, 1, ... 是 0, 1, 1, 2, 4, 8, 15, 29, 56, 108, 208, ... (OEIS A000078)。

前幾個素四階費波那契數的索引為 3, 7, 11, 12, 36, 56, 401, 2707, 8417, 14096, 31561, 50696, 53192, 155182, ... (OEIS A104534),對應於 2, 29, 401, 773, 5350220959, ... (OEIS A104535),在 n<=236965 範圍內沒有其他素數 (E. W. Weisstein, 2009年3月21日)。

對於 n>1 ,第 n 個四階費波那契數的精確表示式可以由下式給出

 T_n=(2-(beta+gamma+delta)+(betagamma+gammadelta+deltabeta))/((alpha-beta)(alpha-gamma)(alpha-delta))alpha^(n-1)+...,
(2)

其中,另外三項是透過迴圈排列 (alpha,beta,gamma,delta) 獲得的,它們是多項式的四個根

 P(x)=x^4-x^3-x^2-x-1.
(3)

或者,

 T_n=(alpha^n)/(-alpha^3+6alpha-1)+(beta^n)/(-beta^3+6beta-1) 
 +(gamma^n)/(-gamma^3+6gamma-1)+(delta^n)/(-delta^3+6delta-1).
(4)

這可以寫成更簡潔的形式

 T_n=r_1alpha^n+r_2beta^n+r_3gamma^n+r_4delta^n,
(5)

其中 r_n 是多項式的第 n 個根

 Q(y)=563y^4-20y^2-5y-1
(6)

並且 (alpha,beta,gamma,delta)(r_1,r_2,r_3,r_4) 按照 Wolfram LanguageRoot物件。

四階費波那契數的生成函式

 x/(1-x-x^2-x^3-x^4)=1+x+2x^2+4x^3+8x^4+15x^5+....
(7)

相鄰項的比率趨於 P(x) 的正,即 1.92756... (OEIS A086088),有時被稱為四階費波那契常數


另請參閱

斐波那契n步數, 斐波那契數, 四階費波那契常數, 三階費波那契數

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參考文獻

Sloane, N. J. A. 整數數列線上大全中的數列 A000078/M1108, A086088, A104534, 和 A104535

在 中被引用

四階費波那契數

請引用為

Weisstein, Eric W. “四階費波那契數。” 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/TetranacciNumber.html

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