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Relación entre el número Fibonacci y la sección áurea

Se denota el $n$ésimo término de la serie de números con $F_n$. Suponga que $\alpha=\frac{1+\sqrt{5}}{2}$. Con la simulación, he encontrado el siguiente relación entre el número Fibonacci y la sección áurea $$ \mid \frac{F_{n+1}}{F_{n}}-\alpha\mid \, \approx \, \frac{1}{(F_n)^2}~. $$ Hay un método analítico que podemos prueba de la citada fórmula. Les agradecería mucho a cualquier sugerencia.

Maple simulation

Edit: en Primer lugar quiero gratitud de Milo Brandt para bonita respuesta. De continuar, quiero generalizar a mi pregunta.

Uno de los más importantes de la generalización de la clásica serie de Fibonacci es la de Fibonacci $p$-paso de los números que se define como sigue $$ \begin{equation}\label{cp26} F_n^{(p)}=F_{n-1}^{(p)}+F_{n-2}^{(p)}+\cdots+F_{n-p}^{(p)}\, . \end{equation} $$ Con las condiciones de contorno $$ F_{0}^{(p)}=0\quad \quad F_{1}^{(p)}=0\quad\, \cdots\, ,\quad F_{p-2}^{(p)}=0\quad \quad F_{p-1}^{(p)}=1\, . $$

Podemos obtener el valor límite de Fibonacci $p$-números de paso por la inversa de la solución de la ecuación de $x^{p+1}-2\, x+1=0$ en el intervalo de $(0,1)$. Denotamos el valor límite de Fibonacci $p$-números de paso con $\alpha_p$. De hecho, $\alpha_p$ se define de la siguiente forma $$ \alpha_p=\displaystyle{\lim_{n\rightarrow\infty}}\quad \frac{F^{(p)}_{n+1}}{F^{(p)}_{n}}~. $$ La generalización de la fórmula anterior es $$ \mid \frac{F^{(p)}_{n+1}}{F^{(p)}_{n}}-\alpha_p\mid \, \approx \, {F^{(p)}_{n}}^{-{\displaystyle{(\frac{p}{p-1})}}}~. $$

Por ejemplo, para el caso de $p=4$, tenemos

Fibonacci $4$-step numbers

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Milo Brandt Puntos 23147

La forma más directa para lidiar con los números de Fibonacci es el uso de la fórmula de Binet: $$F_n=\frac{\varphi^n - (-\varphi)^{-n}}{\sqrt{5}}$$ donde $\varphi=\frac{1+\sqrt{5}}2$. Así, la proporción de $\frac{F_{n+1}}{F_n}$ puede ser escrita en la forma cerrada como: $$\frac{F_{n+1}}{F_n}=\frac{\varphi^{n+1} - (-\varphi)^{-n-1}}{\varphi^n - (-\varphi)^{-n}}$$ Tenga en cuenta que esto, obviamente, tiende a $\varphi$$n$$\infty$, puesto que el $(-\varphi)^{-n}$ términos ir rápidamente a cero. Ahora, usted, además, queremos mostrar que la diferencia entre esta relación y $\varphi$ se contrae con la $\frac{1}{F_n^2}$. Para ello, vamos a tomar esa diferencia simbólicamente: $$\frac{F_{n+1}}{F_n}-\varphi = \frac{\varphi^{n+1}-(-\varphi)^{-n-1}}{\varphi^n-(-\varphi)^{-n}}-\frac{\varphi^{n+1}+(-\varphi)^{-n+1}}{\varphi^n-(-\varphi)^{-n}}=\frac{-(-\varphi)^{-n+1}-(-\varphi)^{-n-1}}{\varphi^n-(-\varphi)^{-n}}$$ A continuación, usamos ese $(\varphi)^{-1}+\varphi=\sqrt{5}$ a simplificar a $$\frac{F_{n+1}}{F_n}-\varphi = \frac{\sqrt{5}(-\varphi)^{-n}}{\varphi^n - (-\varphi)^{-n}}\approx \frac{\sqrt{5}(-1)^n}{\varphi^{2n}}\approx \frac{(-1)^n}{\sqrt{5}F_n^2}$$ donde el $\approx$ signos indican que la proporción de los dos lados de la "ecuación" que tiende a $1$$n$$\infty$. Usamos ese $F_n\approx \frac{\varphi^n}{\sqrt{5}}$, lo que implica $F_n^2\approx \frac{\varphi^{2n}}{5}$

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