diff --git a/math/SquareFibonacci/README.md b/math/SquareFibonacci/README.md index a0662e3..499a521 100644 --- a/math/SquareFibonacci/README.md +++ b/math/SquareFibonacci/README.md @@ -34,7 +34,7 @@ $m \equiv 3 \pmod 4$ なる正の有理整数 m 、および m と互いに素 - (cong-F) $2 | k$ のとき、$F_{n+2k} \equiv -F_n \pmod{L_k}$ - [[Cohn]] の (12) -証明: TODO +[証明](proof-cong.md) #### 周期性 diff --git a/math/SquareFibonacci/proof-cong.md b/math/SquareFibonacci/proof-cong.md new file mode 100644 index 0000000..c666c73 --- /dev/null +++ b/math/SquareFibonacci/proof-cong.md @@ -0,0 +1,28 @@ +### (cong-L) +- (cong-L) $2 | k$ のとき、$L_{n+2k} \equiv -L_n \pmod{L_k}$ + +証明 + +$L_k | L_{n+2k} + L_n$ が言えれば良い。 +$k$ が偶数であり $L_k = \phi^k + \overline\phi^k = \phi^k + \phi^{-k} = \overline\phi^k + \overline\phi^{-k}$ が成立することに注意すると、 + +$$\begin{align*} +L_{n+2k} + L_n &= \phi^{n+2k} + \overline\phi^{n+2k} + \phi^n + \overline\phi^n \\\\ +&= \phi^{n+2k} + \phi^n + \overline\phi^{n+2k} + \overline\phi^n \\\\&= (\phi^k+\phi^{-k})\phi^{n+k} + (\overline\phi^k+\overline\phi^{-k})\overline\phi^{n+k} \\\\ +&= (\phi^k+\phi^{-k})(\phi^{n+k} + \overline\phi^{n+k}) \\\\ +&= L_kL_{n+k} +\end{align*}$$ + +### (cong-F) +- (cong-F) $2 | k$ のとき、$F_{n+2k} \equiv -F_n \pmod{L_k}$ + +証明 + +上と同様である。ただし $\sqrt{5}$ が分母に来ているのでそこの処理が面倒。 + +$$\begin{align*} +F_{n+2k} + F_n &= \frac{\phi^{n+2k} - \overline\phi^{n+2k} + \phi^n - \overline\phi^n}{\sqrt{5}} \\\\ +&= \frac{\phi^{n+2k} + \phi^n - \overline\phi^{n+2k} - \overline\phi^n}{\sqrt{5}} \\\\ +&= \frac{(\phi^k+\phi^{-k})(\phi^{n+k} - \overline\phi^{n+k})}{\sqrt{5}} \\\\ +&= L_k F_{n+k} +\end{align*}$$ diff --git a/math/SquareFibonacci/proof-factor.md b/math/SquareFibonacci/proof-factor.md index 42ec0e7..bd2129d 100644 --- a/math/SquareFibonacci/proof-factor.md +++ b/math/SquareFibonacci/proof-factor.md @@ -1,6 +1,6 @@ # 証明 ### (F-even) -- $F_{2m} = F_mL_m$ +- (F-even): $F_{2m} = F_mL_m$ 式変形をすれば明らか。 $$\begin{align*} @@ -9,10 +9,9 @@ F_{2m} &= (\phi^{2m}-\overline\phi^{2m})/\sqrt{5}\\\\ &= L_mF_m \end{align*}$$ -### (gcd-3) -- $\mathrm{gcd}(F_{3m}, L_{3m}) = 2$ -### (gcd-not-3) -- $3 \not| n$ のとき、 $\mathrm{gcd}(F_{n}, L_{n}) = 1$ +### (gcd-3), (gcd-not-3) +- (gcd-3): $\mathrm{gcd}(F_{3m}, L_{3m}) = 2$ +- (gcd-not-3): $3 \not| n$ のとき、 $\mathrm{gcd}(F_{n}, L_{n}) = 1$ 似たような命題なので同時に証明する。