Kombiantoryka II -- ciąg Fibonacciego |
|
|
|
Zadania I
|
Wpisany przez Joachim Jelisiejew
|
poniedziałek, 05 marca 2012 20:21 |
Zadania PDF.
Źródło zadań w texu.
% File: mlodsi.tex
% Created: Sun Mar 04 08:00 PM 2012 C
% Last Change: Sun Mar 04 08:00 PM 2012 C
\documentclass[10pt]{article}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{amsthm}
\textwidth 16cm
\textheight 26cm
\oddsidemargin 0cm
\topmargin 0pt
\headheight 0pt
\headsep 0pt
\usepackage[polish]{babel}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage{polski}
\usepackage{import}
%\usepackage{MnSymbol}
% ----------------------------------------------------------------
\vfuzz4pt % Don't report over-full v-boxes if over-edge is small
\hfuzz4pt % Don't report over-full h-boxes if over-edge is small
% THEOREMS -------------------------------------------------------
\newtheorem{thm}{Twierdzenie}[section]
\newtheorem{cor}[thm]{Wniosek}
\newtheorem{lem}[thm]{Lemat}
\newtheorem{defn}[thm]{Definicja}
\newtheorem{tozs}[thm]{Tożsamość}
\newtheorem{hyp}[thm]{Hipoteza}
\newtheorem{useless}[thm]{}
\newenvironment{sol}[1][Rozwiązanie. ]{
\vskip 3mm
\noindent\emph{#1}
}
{\hfill\par}
\newcounter{problem}
\newenvironment{problem}[1][Zadanie]{
\stepcounter{problem}
\vskip 3mm
\noindent{\textsc{\bfseries #1 \theproblem}}\\}
{\hfill\par}
\def\abs #1{\left\vert #1\right\vert}
\renewcommand{\angle}{\sphericalangle}
\renewcommand{\vec}[1]{\overrightarrow{#1}}
\renewcommand{\leq}{\leqslant}
\renewcommand{\geq}{\geqslant}
\renewcommand{\dots}{\ldots}
\subimport{../}{style.sty}
\def\sectionwidth{10cm}
%\include{style}
\def\headpicture{../micek-2cm.jpg}
\def\author{kółko I~LO Białystok}
\def\date{5 marca 2012}
\begin{document}
\setlength{\topmargin}{-0.5in}
\section{Fibonacci i~rekurencja}
\subsection{Teoria 1}
\begin{defn}
Ciąg Fibonacciego to ciąg zadany równaniami
\[
F_0 = 0,\quad F_1 = 1\quad F_{n+2} = F_{n+1} + F_n \hbox{ dla } n\geq 2.
\]
\end{defn}
\subsection{Zadania indukcyjne ważne i~proste}
W~zasadzie zadania są na mądrą indukcję.
\begin{problem}
Na ile sposobów da się pokryć prostokąt $2\times n$ klockami $1\times
2$?
\end{problem}
\begin{problem}
Udowodnij, że $NWD(F_n, F_{n+1}) = 1$ dla każdego naturalnego $n$.
\end{problem}
\begin{problem} Niech $n, k$ będą liczbami naturalnymi.
Uzasadnij, że $F_{n+1} F_k + F_n F_{k-1} = F_{n+k}$.
\end{problem}
\subsection{i~indukcyjne proste i~ważne}
\begin{problem} Niech $n$ będzie liczbą naturalną. Uzasadnij, że
$F_1 + F_3 + F_5 + \dots + F_{2n-1} = F_{2n}$.
\end{problem}
\begin{problem} Niech $n$ będzie liczbą naturalną.
Uzasadnij, że $F_0 + F_1 + \dots + F_{n} = F_{n+2} - 1$.
\end{problem}
\begin{problem} Niech $n$ będzie liczbą naturalną. Udowodnij, że
$\sum_{i=1}^n iF_i = nF_{n+2} - F_{n+3} + 2$.
\end{problem}
\begin{problem} Niech $n$ będzie liczbą naturalną. Udowodnij, że
$F_{n+1}F_{n-1} - F_n^2 = (-1)^n$.
\end{problem}
\subsection{Teoria 2}
Ciąg jest na tyle prosty, że spotyka się go wszędzie. A~jak można liczyć
wartości? Po kolei~--- trochę wolno. Można też skorzystać ze wzoru
\[
F_n = \frac{1}{\sqrt{5}}\cdot \left( \varphi_1^{n} - \varphi_{2}^{n} \right)
= \frac{\varphi_1^{n} - \varphi_{2}^{n}}{\varphi_1 - \varphi_2},
\]
gdzie $\varphi_1 = \frac{1 + \sqrt{5}}{2} > \varphi_{2} = \frac{1 -
\sqrt{5}}{2}$ są pierwiastkami równania $x^2 = x + 1$.
\subsection{Zadania trudniejsze}
\begin{problem}
Uzasadnij, że jeżeli $r\big|n$ są liczbami naturalnymi, to $F_r\big|F_n$.
\end{problem}
\begin{problem}
Uzasadnij, że jeżeli $m, n$ są liczbami naturalnymi, to $NWD(F_n, F_m) =
F_{NWD(n, m)}$.
\end{problem}
\begin{problem}
Udowodnij tożsamość
\[
\sum_{k=0}^n \binom{n}{k} F_{k} = F_{2n}.
\]
\emph{Wskazówka: jeżeli robisz algebraicznie, to pamiętaj, że
$\varphi_{i}^2 = \varphi_i + 1$.}
\end{problem}
\end{document}
|