フィボナッチ・リュカ数列の定理を並べるスレ

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421132人目の素数さん
〔問題585〕
 フィボナッチ数列を三角関数で表現しなさい.

http://science6.2ch.net/test/read.cgi/math/1220115988/585
東大入試作問者スレ16
422132人目の素数さん:2009/02/28(土) 14:29:03
>>421
 φ = (1+√5)/2, -1/φ = (1-√5)/2,
とおくと、
 φ + (-1/φ) = 1,
 φ - (-1/φ) = √5,
 φ^2 + (-1/φ)^2 = 3,
 φ・(-1/φ) = -1,
これと「ビネの公式」より
 F_n = {φ^n - (-1/φ)^n} / √5,
   = Π[k=1,[(n-1)/2]] {3 + 2cos(2kπ/n)}
   = Π[k=1,[(n-1)/2]] {1 + 4cos(kπ/n)^2},

〔補題〕 n≧3 のとき
 x^n - y^n = (x-y)Π[k=1,n-1] {x - y・exp(2ikπ/n)}
 = (x-y){(x+y)^d}Π[k=1,[(n-1)/2]] {x^2 +y^2 -2xy・cos(2kπ/n)}.
 nが偶数のとき d=1, nが奇数のとき d=0,

(参考)
1. 数セミ増刊「数学100の問題」, 日本評論社 (1984.9) ISBN:4-535-70405-8
   p.90-92, 細矢治夫, 「フィボナッチ数の問題」
2. P.W.Kasteleyn, <<Physica>>, 27, p.1209-1215 (1961)
 "The statistics of dimers on a lattice"
正方格子上のある量(分配函数Z)を統計力学的に数え上げた際に出てきた式の副産物とか。