| ||
Previous in Permutation and Combination Next in Permutation and Combination | ||
Question Number 222105 by alcohol last updated on 17/Jun/25 | ||
![]() | ||
Commented by alcohol last updated on 17/Jun/25 | ||
![]() | ||
$${please}\:{help}\:{with}\:\left({iii}\right)\:{a}\:{and}\:{b}\: \\ $$ | ||
Answered by mr W last updated on 19/Jun/25 | ||
![]() | ||
$${F}_{{n}+\mathrm{2}} −{F}_{{n}+\mathrm{1}} −{F}_{{n}} =\mathrm{0} \\ $$$${r}^{\mathrm{2}} −{r}−\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$${r}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}},\:{r}_{\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}} \\ $$$${F}_{{n}} ={A}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} +{B}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${F}_{\mathrm{0}} =\mathrm{0}\:\Rightarrow{A}+{B}=\mathrm{0}\:\Rightarrow{B}=−{A} \\ $$$${F}_{\mathrm{1}} ={A}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)+{B}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)=\mathrm{1}\:\Rightarrow{A}=\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}} \\ $$$$\Rightarrow{F}_{{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$$\left({a}\right) \\ $$$${F}_{\mathrm{2}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}{n}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}{n}} \\ $$$${F}_{\mathrm{2}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${F}_{\mathrm{2}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} \\ $$$${F}_{\mathrm{2}{n}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\left[\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} \right] \\ $$$${F}_{\mathrm{2}{n}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}{F}_{{k}} \:\:\checkmark \\ $$$$\left({b}.\mathrm{1}\right) \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{3}{n}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{3}{n}} \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\mathrm{2}+\sqrt{\mathrm{5}}\right)^{{n}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{5}}\right)^{{n}} \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}×\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}×\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\left[\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\mathrm{2}^{{k}} ×\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} \right]−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\left[\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\mathrm{2}^{{k}} ×\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} \right] \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\mathrm{2}^{{k}} \left[\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} \right] \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\mathrm{2}^{{k}} {F}_{{k}} \:\:\checkmark \\ $$$$\left({b}.\mathrm{2}\right) \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}{n}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}{n}} \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{k}} \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}\left[\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}+{k}} −\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}+{k}} \right] \\ $$$${F}_{\mathrm{3}{n}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{{n}}\\{{k}}\end{pmatrix}{F}_{{n}+{k}} \:\:\:\checkmark \\ $$ | ||