المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9764 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
اليمين واقسامه واحكامه
2024-10-06
النذر والعهد واليمين
2024-10-06
الخمس وموارده
2024-10-06
الانفال
2024-10-06
كفارة حلق الرأس
2024-10-06
كفارة جزاء الصيد
2024-10-06

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Lucas Sequence  
  
474   04:04 مساءً   date: 1-11-2020
Author : Ribenboim, P.
Book or Source : The Little Book of Big Primes. New York: Springer-Verlag
Page and Part : ...


Read More
Date: 5-9-2020 478
Date: 29-8-2020 729
Date: 12-1-2021 1394

Lucas Sequence

Let PQ be integers satisfying

 D=P^2-4Q>0.

(1)

Then roots of

 x^2-Px+Q=0

(2)

are

a = 1/2(P+sqrt(D))

(3)

b = 1/2(P-sqrt(D)),

(4)

so

a+b = P

(5)

ab = 1/4(P^2-D)

(6)

= Q

(7)

a-b = sqrt(D).

(8)

Now define

U_n(P,Q) = (a^n-b^n)/(a-b)

(9)

V_n(P,Q) = a^n+b^n

(10)

for integer n>=0, so the first few values are

U_0 = 0

(11)

U_1 = 1

(12)

U_2 = P

(13)

U_3 = P^2-Q

(14)

U_4 = P(P^2-2Q)

(15)

U_5 = P^4-3QP^2+Q^2

(16)

U_6 = P(P^2-3Q)(P^2-Q)

(17)

U_7 = P^6-5QP^4+6Q^2P^2-Q^3

(18)

U_8 = P(P^2-2Q)(P^4-4QP^2+2Q^2)

(19)

U_9 = (P^2-Q)(P^6-6QP^4+9Q^2P^2-Q^3)

(20)

U_(10) = P(P^4-3QP^2+Q^2)(P^4-5QP^2+5Q^2)

(21)

and

V_0 = 2

(22)

V_1 = P

(23)

V_2 = P^2-2Q

(24)

V_3 = P(P^2-3Q)

(25)

V_4 = P^4-4QP^2+2Q^2

(26)

V_5 = P(P^4-5QP^2+5Q^2)

(27)

V_6 = (P^2-2Q)(P^4-4QP^2+Q^2)

(28)

V_7 = P(P^6-7QP^4+14Q^2P^2-7Q^3)

(29)

V_8 = P^8-8QP^6+20Q^2P^4-16Q^3P^2+2Q^4

(30)

V_9 = P(P^2-3Q)(P^6-6QP^4+9Q^2P^2-3Q^3)

(31)

V_(10) = (P^2-2Q)(P^8-8QP^6+19Q^2P^4-12Q^3P^2+Q^4).

(32)

Closed forms for these are given by

U_n = 2^(1-n)sum_(k=0)^(|_(n-1)/2_|)(n; 2k+1)P^(n-2k-1)(P^2-4Q)^k

(33)

V_n = 2^(1-n)sum_(k=0)^(|_n/2_|)(n; 2k)P^(n-2k)(P^2-4Q)^k.

(34)

The sequences

U(P,Q) = {U_n(P,Q):n>=1}

(35)

V(P,Q) = {V_n(P,Q):n>=1}

(36)

are called Lucas sequences, where the definition is usually extended to include

 U_(-1)=(a^(-1)-b^(-1))/(a-b)=(-1)/(ab)=-1/Q.

(37)

The following table summarizes special cases of U_n(P,Q) and V_n(P,Q).

(P,Q) U_n V_n
(1,-1) Fibonacci numbers Lucas numbers
(2,-1) Pell numbers Pell-Lucas numbers
(1,-2) Jacobsthal numbers Pell-Jacobsthal numbers

The Lucas sequences satisfy the general recurrence relations

U_(m+n) = (a^(m+n)-b^(m+n))/(a-b)

(38)

= ((a^m-b^m)(a^n+b^n))/(a-b)-(a^nb^n(a^(m-n)-b^(m-n)))/(a-b)

(39)

= U_mV_n-a^nb^nU_(m-n)

(40)

V_(m+n) = a^(m+n)+b^(m+n)

(41)

= (a^m+b^m)(a^n+b^n)-a^nb^n(a^(m-n)+b^(m-n))

(42)

= V_mV_n-a^nb^nV_(m-n).

(43)

Taking n=1 then gives

U_m(P,Q) = PU_(m-1)(P,Q)-QU_(m-2)(P,Q)

(44)

V_m(P,Q) = PV_(m-1)(P,Q)-QV_(m-2)(P,Q).

(45)

Other identities include

U_(2n) = U_nV_n

(46)

U_(2n+1) = U_(n+1)V_n-Q^n

(47)

V_(2n) = V_n^2-2(ab)^n

(48)

= V_n^2-2Q^n

(49)

V_(2n+1) = V_(n+1)V_n-PQ^n.

(50)

These formulas allow calculations for large n to be decomposed into a chain in which only four quantities must be kept track of at a time, and the number of steps needed is ∼lgn. The chain is particularly simple if n has many 2s in its factorization.


REFERENCES:

Dickson, L. E. "Recurring Series; Lucas' u_nv_n." Ch. 17 in History of the Theory of Numbers, Vol. 1: Divisibility and Primality. New York: Dover, pp. 393-411, 2005.

Ribenboim, P. The Little Book of Big Primes. New York: Springer-Verlag, pp. 35-53, 1991.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.