تسلسل لوكاس

في الرياضيات ، متتابعات لوكاسيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}هي متتابعات عددية صحيحة ثابتة متكررة تحقق علاقة التكرار

xن=Pxن-1-سؤالxن-2{\displaystyle x_{n}=P\cdot x_{n-1}-Q\cdot x_{n-2}}

أينP{\displaystyle P}وسؤال{\displaystyle Q}أعداد صحيحة ثابتة . يمكن تمثيل أي متتالية تحقق علاقة التكرار هذه كتركيبة خطية لمتتاليات لوكاس.يون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال).{\displaystyle V_{n}(P,Q).}

وبشكل أعم، تسلسلات لوكاسيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}تمثل متواليات كثيرات الحدود فيP{\displaystyle P}وسؤال{\displaystyle Q}بمعاملات عددية صحيحة .

من الأمثلة الشهيرة لمتتاليات لوكاس أعداد فيبوناتشي ، وأعداد ميرسين ، وأعداد بيل ، وأعداد لوكاس ، وأعداد جاكوبستال ، ومجموعة فرعية من أعداد فيرما (انظر أدناه). سُميت متتاليات لوكاس نسبةً إلى عالم الرياضيات الفرنسي إدوارد لوكاس .

العلاقات التكرارية

بفرض وجود معامِلين صحيحينP{\displaystyle P}وسؤال{\displaystyle Q}، تسلسلات لوكاس من النوع الأوليون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}والنوع الثانيVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}يتم تعريفها من خلال علاقات التكرار :

يو0(P،سؤال)=0،يو1(P،سؤال)=1،يون(P،سؤال)=Pيون-1(P،سؤال)-سؤاليون-2(P،سؤال) ل ن>1،{\displaystyle {\begin{aligned}U_{0}(P,Q)&=0,\\U_{1}(P,Q)&=1,\\U_{n}(P,Q)&=P\cdot U_{n-1}(P,Q)-Q\cdot U_{n-2}(P,Q){\mbox{ for }}n>1,\end{aligned}}}

و

V0(P،سؤال)=2،V1(P،سؤال)=P،Vن(P،سؤال)=PVن-1(P،سؤال)-سؤالVن-2(P،سؤال) ل ن>1.{\displaystyle {\begin{aligned}V_{0}(P,Q)&=2,\\V_{1}(P,Q)&=P,\\V_{n}(P,Q)&=P\cdot V_{n-1}(P,Q)-Q\cdot V_{n-2}(P,Q){\mbox{ for }}n>1.\end{aligned}}}

ليس من الصعب إثبات ذلك بالنسبة لـن>0{\displaystyle n>0}،

يون(P،سؤال)=Pيون-1(P،سؤال)+Vن-1(P،سؤال)2،Vن(P،سؤال)=(P2-4سؤال)يون-1(P،سؤال)+PVن-1(P،سؤال)2.{\displaystyle {\begin{aligned}U_{n}(P,Q)&={\frac {P\cdot U_{n-1}(P,Q)+V_{n-1}(P,Q)}{2}},\\V_{n}(P,Q)&={\frac {(P^{2}-4Q)\cdot U_{n-1}(P,Q)+P\cdot V_{n-1}(P,Q)}{2}}.\end{aligned}}}

يمكن التعبير عن العلاقات المذكورة أعلاه في شكل مصفوفة كما يلي:

[يون(P،سؤال)يون+1(P،سؤال)]=[01-سؤالP][يون-1(P،سؤال)يون(P،سؤال)]،{\displaystyle {\begin{bmatrix}U_{n}(P,Q)\\U_{n+1}(P,Q)\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0&1\\-Q&P\end{bmatrix}}\cdot {\begin{bmatrix}U_{n-1}(P,Q)\\U_{n}(P,Q)\end{bmatrix}},}

[Vن(P،سؤال)Vن+1(P،سؤال)]=[01-سؤالP][Vن-1(P،سؤال)Vن(P،سؤال)]،{\displaystyle {\begin{bmatrix}V_{n}(P,Q)\\V_{n+1}(P,Q)\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0&1\\-Q&P\end{bmatrix}}\cdot {\begin{bmatrix}V_{n-1}(P,Q)\\V_{n}(P,Q)\end{bmatrix}},}

[يون(P،سؤال)Vن(P،سؤال)]=[P/21/2(P2-4سؤال)/2P/2][يون-1(P،سؤال)Vن-1(P،سؤال)].{\displaystyle {\begin{bmatrix}U_{n}(P,Q)\\V_{n}(P,Q)\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}P/2&1/2\\(P^{2}-4Q)/2&P/2\end{bmatrix}}\cdot {\begin{bmatrix}U_{n-1}(P,Q)\\V_{n-1}(P,Q)\end{bmatrix}}.}

الحدود الأولية لمتتاليات لوكاسيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}موضحة في الجدول:

نيون(P،سؤال)Vن(P،سؤال)00211P2PP2-2سؤال3P2-سؤالP3-3Pسؤال4P3-2PسؤالP4-4P2سؤال+2سؤال25P4-3P2سؤال+سؤال2P5-5P3سؤال+5Pسؤال26P5-4P3سؤال+3Pسؤال2P6-6P4سؤال+9P2سؤال2-2سؤال3{\displaystyle {\begin{array}{r|l|l}n&U_{n}(P,Q)&V_{n}(P,Q)\\\hline 0&0&2\\1&1&P\\2&P&{P}^{2}-2Q\\3&{P}^{2}-Q&{P}^{3}-3PQ\\4&{P}^{3}-2PQ&{P}^{4}-4{P}^{2}Q+2{Q}^{2}\\5&{P}^{4}-3{P}^{2}Q+{Q}^{2}&{P}^{5}-5{P}^{3}Q+5P{Q}^{2}\\6&{P}^{5}-4{P}^{3}Q+3P{Q}^{2}&{P}^{6}-6{P}^{4}Q+9{P}^{2}{Q}^{2}-2{Q}^{3}\end{array}}}

التعبيرات الصريحة

المعادلة المميزة للعلاقة التكرارية لمتتاليات لوكاسيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}يكون:

x2-Px+سؤال=0{\displaystyle x^{2}-Px+Q=0\,}

لديها القدرة على التمييزد=P2-4سؤال{\displaystyle D=P^{2}-4Q}وبحسب الصيغة التربيعية ، فإن لها الجذور التالية :

أ=P+د2وب=P-د2.{\displaystyle a={\frac {P+{\sqrt {D}}}{2}}\quad {\text{and}}\quad b={\frac {P-{\sqrt {D}}}{2}}.\,}

هكذا:

أ+ب=P،{\displaystyle a+b=P\,,}
أب=14(P2-د)=سؤال،{\displaystyle ab={\frac {1}{4}}(P^{2}-D)=Q\,,}
أ-ب=د.{\displaystyle a-b={\sqrt {D}}\,.}

لاحظ أن التسلسلأن{\displaystyle a^{n}}والتسلسلبن{\displaystyle b^{n}}كما أنها تحقق العلاقة التكرارية. ومع ذلك، قد لا تكون هذه متواليات أعداد صحيحة.

جذور متميزة

متىد0{\displaystyle D\neq 0}a و b مختلفتان ويمكن التحقق من ذلك بسرعة .

أن=Vن+يوند2{\displaystyle a^{n}={\frac {V_{n}+U_{n}{\sqrt {D}}}{2}}}
بن=Vن-يوند2.{\displaystyle b^{n}={\frac {V_{n}-U_{n}{\sqrt {D}}}{2}}.}

وبناءً على ذلك، يمكن التعبير عن حدود متتابعات لوكاس بدلالة a و b على النحو التالي

يون=أن-بنأ-ب=أن-بند{\displaystyle U_{n}={\frac {a^{n}-b^{n}}{a-b}}={\frac {a^{n}-b^{n}}{\sqrt {D}}}}
Vن=أن+بن{\displaystyle V_{n}=a^{n}+b^{n}\,}

الجذر المتكرر

القضيةد=0{\displaystyle D=0}يحدث ذلك بالضبط عندماP=2S و سؤال=S2{\displaystyle P=2S{\text{ and }}Q=S^{2}}لبعض الأعداد الصحيحة S بحيثأ=ب=S{\displaystyle a=b=S}في هذه الحالة، يجد المرء بسهولة أن

يون(P،سؤال)=يون(2S،S2)=نSن-1{\displaystyle U_{n}(P,Q)=U_{n}(2S,S^{2})=nS^{n-1}\,}
Vن(P،سؤال)=Vن(2S،S2)=2Sن.{\displaystyle V_{n}(P,Q)=V_{n}(2S,S^{2})=2S^{n}.\,}

ملكيات

الدوال المولدة

الدوال المولدة العادية هي

ن0يون(P،سؤال)zن=z1-Pz+سؤالz2;{\displaystyle \sum _{n\geq 0}U_{n}(P,Q)z^{n}={\frac {z}{1-Pz+Qz^{2}}};}
ن0Vن(P،سؤال)zن=2-Pz1-Pz+سؤالz2.{\displaystyle \sum _{n\geq 0}V_{n}(P,Q)z^{n}={\frac {2-Pz}{1-Pz+Qz^{2}}}.}

معادلات بيل

متىسؤال=±1{\displaystyle Q=\pm 1}، تسلسلات لوكاسيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}تحقق معادلات بيل معينة :

Vن(P،1)2-ديون(P،1)2=4،{\displaystyle V_{n}(P,1)^{2}-D\cdot U_{n}(P,1)^{2}=4,}
Vن(P،-1)2-ديون(P،-1)2=4(-1)ن.{\displaystyle V_{n}(P,-1)^{2}-D\cdot U_{n}(P,-1)^{2}=4(-1)^{n}.}

العلاقات بين المتتاليات ذات المعلمات المختلفة

  • لأي عدد c ، فإن المتتالياتيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P',Q')}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P',Q')}مع
P=P+2ج{\displaystyle P'=P+2c}
سؤال=جP+سؤال+ج2{\displaystyle Q'=cP+Q+c^{2}}
لها نفس التمييز مثليون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}:
P2-4سؤال=(P+2ج)2-4(جP+سؤال+ج2)=P2-4سؤال=د.{\displaystyle P'^{2}-4Q'=(P+2c)^{2}-4(cP+Q+c^{2})=P^{2}-4Q=D.}
  • لأي عدد c ، لدينا أيضًا
يون(جP،ج2سؤال)=جن-1يون(P،سؤال)،{\displaystyle U_{n}(cP,c^{2}Q)=c^{n-1}\cdot U_{n}(P,Q),}
Vن(جP،ج2سؤال)=جنVن(P،سؤال).{\displaystyle V_{n}(cP,c^{2}Q)=c^{n}\cdot V_{n}(P,Q).}

علاقات أخرى

تحقق حدود متتابعات لوكاس علاقات تُعد تعميمًا للعلاقات بين أعداد فيبوناتشيFن=يون(1،-1){\displaystyle F_{n}=U_{n}(1,-1)}وأرقام لوكاسلن=Vن(1،-1){\displaystyle L_{n}=V_{n}(1,-1)}. على سبيل المثال:

الحالة العامة(P،سؤال)=(1،-1)،د=P2-4سؤال=5ديون=Vن+1-سؤالVن-1=2Vن+1-PVن5Fن=لن+1+لن-1=2لن+1-لن(1)Vن=يون+1-سؤاليون-1=2يون+1-Pيونلن=Fن+1+Fن-1=2Fن+1-Fن(2)يوم+ن=يونيوم+1-سؤاليوميون-1=يومVن-سؤالنيوم-نFم+ن=FنFم+1+FمFن-1=Fملن-(-1)نFم-ن(3)يو2ن=يون(يون+1-سؤاليون-1)=يونVنF2ن=Fن(Fن+1+Fن-1)=Fنلن(4)يو2ن+1=يون+12-سؤاليون2F2ن+1=Fن+12+Fن2(5)Vم+ن=VمVن-سؤالنVم-ن=ديوميون+سؤالنVم-نلم+ن=لملن-(-1)نلم-ن=5FمFن+(-1)نلم-ن(6)V2ن=Vن2-2سؤالن=ديون2+2سؤالنل2ن=لن2-2(-1)ن=5Fن2+2(-1)ن(7)يوم+ن=يومVن+يونVم2Fم+ن=Fملن+Fنلم2(8)Vم+ن=VمVن+ديوميون2لم+ن=لملن+5FمFن2(9)Vن2-ديون2=4سؤالنلن2-5Fن2=4(-1)ن(10)يون2-يون-1يون+1=سؤالن-1Fن2-Fن-1Fن+1=(-1)ن-1(11)Vن2-Vن-1Vن+1=دسؤالن-1لن2-لن-1لن+1=5(-1)ن-1(12)2ن-1يون=(ن1)Pن-1+(ن3)Pن-3د+2ن-1Fن=(ن1)+5(ن3)+(13)2ن-1Vن=Pن+(ن2)Pن-2د+(ن4)Pن-4د2+2ن-1لن=1+5(ن2)+52(ن4)+(14){\displaystyle {\begin{array}{l|l|r}{\text{General case}}&(P,Q)=(1,-1),D=P^{2}-4Q=5\\\hline DU_{n}={V_{n+1}-QV_{n-1}}=2V_{n+1}-PV_{n}&5F_{n}={L_{n+1}+L_{n-1}}=2L_{n+1}-L_{n}&(1)\\V_{n}=U_{n+1}-QU_{n-1}=2U_{n+1}-PU_{n}&L_{n}=F_{n+1}+F_{n-1}=2F_{n+1}-F_{n}&(2)\\U_{m+n}=U_{n}U_{m+1}-QU_{m}U_{n-1}=U_{m}V_{n}-Q^{n}U_{m-n}&F_{m+n}=F_{n}F_{m+1}+F_{m}F_{n-1}=F_{m}L_{n}-(-1)^{n}F_{m-n}&(3)\\U_{2n}=U_{n}(U_{n+1}-QU_{n-1})=U_{n}V_{n}&F_{2n}=F_{n}(F_{n+1}+F_{n-1})=F_{n}L_{n}&(4)\\U_{2n+1}=U_{n+1}^{2}-QU_{n}^{2}&F_{2n+1}=F_{n+1}^{2}+F_{n}^{2}&(5)\\V_{m+n}=V_{m}V_{n}-Q^{n}V_{m-n}=DU_{m}U_{n}+Q^{n}V_{m-n}&L_{m+n}=L_{m}L_{n}-(-1)^{n}L_{m-n}=5F_{m}F_{n}+(-1)^{n}L_{m-n}&(6)\\V_{2n}=V_{n}^{2}-2Q^{n}=DU_{n}^{2}+2Q^{n}&L_{2n}=L_{n}^{2}-2(-1)^{n}=5F_{n}^{2}+2(-1)^{n}&(7)\\U_{m+n}={\frac {U_{m}V_{n}+U_{n}V_{m}}{2}}&F_{m+n}={\frac {F_{m}L_{n}+F_{n}L_{m}}{2}}&(8)\\V_{m+n}={\frac {V_{m}V_{n}+DU_{m}U_{n}}{2}}&L_{m+n}={\frac {L_{m}L_{n}+5F_{m}F_{n}}{2}}&(9)\\V_{n}^{2}-DU_{n}^{2}=4Q^{n}&L_{n}^{2}-5F_{n}^{2}=4(-1)^{n}&(10)\\U_{n}^{2}-U_{n-1}U_{n+1}=Q^{n-1}&F_{n}^{2}-F_{n-1}F_{n+1}=(-1)^{n-1}&(11)\\V_{n}^{2}-V_{n-1}V_{n+1}=DQ^{n-1}&L_{n}^{2}-L_{n-1}L_{n+1}=5(-1)^{n-1}&(12)\\2^{n-1}U_{n}={n \choose 1}P^{n-1}+{n \choose 3}P^{n-3}D+\cdots &2^{n-1}F_{n}={n \choose 1}+5{n \choose 3}+\cdots &(13)\\2^{n-1}V_{n}=P^{n}+{n \choose 2}P^{n-2}D+{n \choose 4}P^{n-4}D^{2}+\cdots &2^{n-1}L_{n}=1+5{n \choose 2}+5^{2}{n \choose 4}+\cdots &(14)\end{array}}}

من بين هذه المعادلات، تسمح المعادلتان (6) و(7) بحساب سريع لقيمة V بشكل مستقل عن U بطريقة مماثلة للرفع الأسي عن طريق التربيع . العلاقةVمن=Vم(P=Vن،سؤال=سؤالن){\displaystyle V_{mn}=V_{m}(P=V_{n},Q=Q_{n})}(الذي ينتمي إلى القسم أعلاه، "العلاقات بين المتتاليات ذات المعاملات المختلفة") مفيد أيضًا لهذا الغرض. [ 1 ]

الحوسبة السريعة

نظير لعملية الرفع الأسي بالتربيع مطبق على المصفوفة التي تحسبيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}منيون-1(P،سؤال){\displaystyle U_{n-1}(P,Q)}وVن-1(P،سؤال){\displaystyle V_{n-1}(P,Q)}يسمحيا(سجلن){\displaystyle {\mathcal {O}}(\log n)}حساب الوقت لـيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}وVن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)}بالنسبة للقيم الكبيرة لـ n .

خصائص قابلية القسمة

ومن بين النتائج المترتبة على ذلك أنيوكم(P،سؤال){\displaystyle U_{km}(P,Q)}هو مضاعف لـيوم(P،سؤال){\displaystyle U_{m}(P,Q)}أي التسلسل(يوم(P،سؤال))م1{\displaystyle (U_{m}(P,Q))_{m\geq 1}} هي متتالية قابلة للقسمة . وهذا يعني، على وجه الخصوص، أنيون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)}لا يمكن أن يكون n عددًا أوليًا إلا عندما يكون n عددًا أوليًا. علاوة على ذلك، إذاالقاسم المشترك الأكبر(P،سؤال)=1{\displaystyle \gcd(P,Q)=1}، ثم(يوم(P،سؤال))م1{\displaystyle (U_{m}(P,Q))_{m\geq 1}}هي متتالية قابلة للقسمة قوية .

خصائص قابلية القسمة الأخرى هي كما يلي: [ 2 ]

  • إذا كان n مضاعفًا فرديًا لـ m ، فإنVم{\displaystyle V_{m}}يقسمVن{\displaystyle V_{n}}.
  • ليكن N عددًا صحيحًا أوليًا نسبيًا مع 2Q . إذا كان أصغر عدد صحيح موجب r يقسم Nيور{\displaystyle U_{r}}إذا وُجدت مجموعة n التي تقسم N، فإن مجموعة n التي تقسم Nيون{\displaystyle U_{n}}هي بالضبط مجموعة مضاعفات r .
  • إذا كان P و Q زوجيين ، فإنيون،Vن{\displaystyle U_{n},V_{n}}تكون دائمًا متساوية باستثناءيو1{\displaystyle U_{1}}.
  • إذا كان P فرديًا و Q زوجيًا، فإنيون،Vن{\displaystyle U_{n},V_{n}}دائماً ما تكون غريبة بالنسبة لكلن>0{\displaystyle n>0}.
  • إذا كان P زوجيًا و Q فرديًا، فإن زوجيةيون{\displaystyle U_{n}}هو نفسه n وVن{\displaystyle V_{n}}دائماً ما يكون زوجياً.
  • إذا كان P و Q فرديين، فإنيون،Vن{\displaystyle U_{n},V_{n}}تكون الأعداد زوجية إذا وفقط إذا كان n من مضاعفات العدد 3.
  • إذا كان p عددًا أوليًا فرديًا، فإنيوص(دص)،VصP(تعديلص){\displaystyle U_{p}\equiv \left({\tfrac {D}{p}}\right),V_{p}\equiv P{\pmod {p}}}(انظر رمز ليجندر ).
  • إذا كان p عددًا أوليًا فرديًا يقسم P و Q ، فإن p يقسميون{\displaystyle U_{n}}لكلن>1{\displaystyle n>1}.
  • إذا كان p عددًا أوليًا فرديًا يقسم P ولا يقسم Q ، فإن p يقسميون{\displaystyle U_{n}}إذا وفقط إذا كان n زوجيًا.
  • إذا كان p عددًا أوليًا فرديًا يقسم Q ولكنه لا يقسم P ، فإن p لا يقسم أبدًايون{\displaystyle U_{n}}لأين>0{\displaystyle n>0}.
  • إذا كان p عددًا أوليًا فرديًا يقسم D ولكنه لا يقسم PQ ، فإن p يقسميون{\displaystyle U_{n}}إذا وفقط إذا كان p يقسم n .
  • إذا كان p عددًا أوليًا فرديًا لا يقسم PQD ، فإن p يقسميول{\displaystyle U_{l}}، أينل=ص-(دص){\displaystyle l=p-\left({\tfrac {D}{p}}\right)}.

تُعمم الحقيقة الأخيرة نظرية فيرما الصغرى . تُستخدم هذه الحقائق في اختبار لوكاس-ليمر للأعداد الأولية . وكما هو الحال في نظرية فيرما الصغرى، فإن عكس الحقيقة الأخيرة صحيح في كثير من الأحيان، ولكن ليس دائمًا؛ إذ توجد أعداد مركبة n أولية نسبيًا مع D وتقسمها.يول{\displaystyle U_{l}}، أينل=ن-(دن){\displaystyle l=n-\left({\tfrac {D}{n}}\right)}تُسمى هذه الأعداد المركبة بالأعداد الأولية الزائفة لوكاس .

يُطلق على العامل الأولي لأي حد في متتالية لوكاس، والذي لا يقسم أي حد سابق في المتتالية، اسم العامل الأولي . تنص نظرية كارمايكل على أن جميع حدود متتالية لوكاس، باستثناء عدد محدود منها، لها عامل أولي أولي. [ 3 ] في الواقع، أثبت كارمايكل (1913) أنه إذا كان D موجبًا و n ليس 1 أو 2 أو 6، فإنيون{\displaystyle U_{n}}للعدد عامل أولي بدائي. في حالة كون D سالبًا، تُظهر نتيجة عميقة لبيلو وهانرو وفوتييه ومينوت [ 4 ] أنه إذا كان n > 30، فإنيون{\displaystyle U_{n}}له عامل أولي بدائي ويحدد جميع الحالاتيون{\displaystyle U_{n}}ليس له عامل أولي بدائي.

أسماء محددة

تُعرف متواليات لوكاس لبعض قيم P و Q بأسماء محددة:

U n (1, −1)  : أعداد فيبوناتشي
V n (1, −1)  : أعداد لوكاس
U n (2, −1)  : أعداد بيل
V n (2, −1)  : أعداد بيل-لوكاس (أعداد بيل المصاحبة)
Un (2, 1) :  أعداد العد
U n (1, −2)  : أعداد جاكوبستال
V n (1, −2)  : أعداد جاكوبستال-لوكاس
U n (3, 2)  : أعداد ميرسين 2 n − 1
V n (3, 2)  : أعداد من الشكل 2 n + 1 ، والتي تشمل أعداد فيرما [ 3 ]
U n (6, 1)  : الجذور التربيعية للأعداد المثلثية المربعة .
U n ( x , −1)  : كثيرات حدود فيبوناتشي
V n ( x , −1)  : كثيرات حدود لوكاس
U n (2 x , 1)  : كثيرات حدود تشيبيشيف من النوع الثاني
V n (2 x , 1)  : كثيرات حدود تشيبيشيف من النوع الأول مضروبة في 2
Un ( x + 1, x )  : إعادة التوجيه في الأساس x
V n ( x + 1, x )  : x n + 1

بعض متواليات لوكاس لها مدخلات في الموسوعة الإلكترونية لمتواليات الأعداد الصحيحة :

P{\displaystyle P\,}سؤال{\displaystyle Q\,}يون(P،سؤال){\displaystyle U_{n}(P,Q)\,}Vن(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)\,}
-13OEIS : A214733 
1-1OEIS : A000045 OEIS : A000032 
11OEIS : A128834 OEIS : A087204 
12OEIS : A107920 OEIS : A002249 
2-1OEIS : A000129 OEIS : A002203 
21OEIS : A001477 OEIS : A007395 
22OEIS : A009545 
23OEIS : A088137 
24OEIS : A088138 
25OEIS : A045873 
3-5OEIS : A015523 OEIS : A072263 
3-4OEIS : A015521 OEIS : A201455 
3-3OEIS : A030195 OEIS : A172012 
3-2OEIS : A007482 OEIS : A206776 
3-1OEIS : A006190 OEIS : A006497 
31OEIS : A001906 OEIS : A005248 
32OEIS : A000225 OEIS : A000051 
35OEIS : A190959 
4-3OEIS : A015530 OEIS : A080042 
4-2OEIS : A090017 
4-1OEIS : A001076 OEIS : A014448 
41OEIS : A001353 OEIS : A003500 
42OEIS : A007070 OEIS : A056236 
43OEIS : A003462 OEIS : A034472 
44OEIS : A001787 
5-3OEIS : A015536 
5-2OEIS : A015535 
5-1OEIS : A052918 OEIS : A087130 
51OEIS : A004254 OEIS : A003501 
54OEIS : A002450 OEIS : A052539 
61OEIS : A001109 OEIS : A003499 

التطبيقات

التعميمات

التسلسلVن(P،سؤال)=أن+بن{\displaystyle V_{n}(P,Q)=a^{n}+b^{n}}، وهو حل لمشكلة التكرارVن(P،سؤال)=PVن-1(P،سؤال)-سؤالVن-2(P،سؤال){\displaystyle V_{n}(P,Q)=PV_{n-1}(P,Q)-QV_{n-2}(P,Q)}عندماأ{\displaystyle a}وب{\displaystyle b} هي جذور المعادلة التربيعية المقابلةz2-Pz+سؤال=0{\displaystyle z^{2}-Pz+Q=0}، يعمم إلى درجةك1{\displaystyle k\geq 1}. على وجه التحديد، بالنسبة لعلاقة التكرارVن(P1،...،Pك)=ج=1كPجVن-ج(P1،...،Pك){\displaystyle V_{n}(P_{1},\ldots ,P_{k})=\sum _{j=1}^{k}P_{j}V_{n-j}(P_{1},\ldots ,P_{k})}باستخدام الأعداد الصحيحةP1،...،Pك{\displaystyle P_{1},\ldots ,P_{k}}وعادةً معPك0{\displaystyle P_{k}\neq 0}، دعأ1،...،أك{\displaystyle a_{1},\ldots ,a_{k}}لتكن جذور معادلة كثير الحدود المقابلةzك-ج=1كPجzك-ج=0.{\displaystyle z^{k}-\sum _{j=1}^{k}P_{j}z^{k-j}=0.} ثمVن(P1،...،Pك)=ج=1كأجن{\displaystyle V_{n}(P_{1},\ldots ,P_{k})=\sum _{j=1}^{k}a_{j}^{n}}هي سلسلة من الأعداد الصحيحة تحقق العلاقة التكرارية، كما يتضح من دالتها المولدة العادية ،جيP1،...،Pك(z)=ن=0Vن(P1،...،Pك)zن=ك-ج=1ك-1(ك-ج)Pجzج1-ج=1كPجzج.{\displaystyle G_{P_{1},\ldots ,P_{k}}(z)=\sum _{n=0}^{\infty }V_{n}(P_{1},\ldots ,P_{k})z^{n}={\frac {k-\sum _{j=1}^{k-1}(k-j)P_{j}z^{j}}{1-\sum _{j=1}^{k}P_{j}z^{j}}}.}

برمجة

  • تُنفذ SageMathيون{\displaystyle U_{n}}وVن{\displaystyle V_{n}}كدوال lucas_number1()و lucas_number2()، على التوالي. [ 9 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. أتناشيف، بافيل. "بديل أبسط لاختبار لوكاس-ليمر-ريزل للأعداد الأولية" . أرشيف الطباعة الإلكترونية لعلم التشفير .
  2. للاطلاع على مثل هذه العلاقات وخصائص قابلية القسمة، انظر ( كارمايكل 1913 ) ، ( ليمر 1930 ) أو ( ريبنبوم 1996 ، 2.IV) .
  3. 1 2 يابوتا، م (2001). "برهان بسيط لنظرية كارمايكل حول القواسم الأولية" (ملف PDF) . مجلة فيبوناتشي الفصلية . 39 (5): 439-443 . doi : 10.1080/00150517.2001.12428701 . تاريخ الاسترجاع: 4 أكتوبر 2018 .
  4. بيلو، يوري؛ هانرو، غيوم؛ فوتييه، بول م.؛ مينوت، موريس (2001). "وجود القواسم الأولية لأعداد لوكاس وليمر" ( ملف PDF) . مجلة الرياضيات البحتة والتطبيقية . 2001 (539): 75-122 . doi : 10.1515/crll.2001.080 . MR 1863855. S2CID 122969549 .  
  5. "إثبات الأعداد الأولية 3.2 اختبارات n+1 واختبار لوكاس-ليمر" . t5k.org .
  6. جون بريلهارت ؛ ديريك هنري ليمر ؛ جون سيلفريدج (أبريل 1975). "معايير أولية جديدة وتحليلات للعدد 2 م ± 1" . رياضيات الحساب . 29 (130): 620-647 . doi : 10.1090/S0025-5718-1975-0384673-1 . JSTOR 2005583 . 
  7. بي جيه سميث؛ إم جيه جيه لينون (1993). "LUC: نظام مفتاح عام جديد". وقائع الندوة الدولية التاسعة للاتحاد الدولي لمعالجة المعلومات حول أمن الحاسوب : 103-117 . CiteSeerX 10.1.1.32.1835 . 
  8. د. بليشنباخر؛ و. بوسما؛ أ. ك. لينسترا (1995). "بعض الملاحظات حول أنظمة التشفير القائمة على لوكاس" (ملف PDF) . التطورات في علم التشفير - CRYPT0' 95. سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 963. الصفحات 386-396 . doi : 10.1007/3-540-44750-4_31 . ISBN   978-3-540-60221-7.
  9. "الدوال التوافقية - التوافقية" . doc.sagemath.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-07-2023 .

مراجع