質問<814>2002/4/3
C(1):(x+1)^2+(y-1)^2=1 C(2):(x-1)^2+(y-1)^2=1とし、 以下円C(n)をC(n-2)とC(n-1)とx軸に接するように描いていくとする。 円C(n)の半径をr(n)とすると、数列{1/√r(n)}はフィボナッチ数列に なることを証明せよ。 という問題が分かりません。よろしくお願いします。
お返事2002/4/10
from=武田
未解決問題に移しました。 fanさんからアドバイスをいただきました。感謝!!
お便り2002/4/19
from=fan
初めまして。fanというものです。 早速なんですが未解決問題<814> (円の半径の-1/2乗がフィボナッチ数列になるというもの) が解けましたので解答をお送りしたいと思います。 まず、全ての円はx軸に接するので、円C(n)の半径がr(n)なら、 中心は(x(n),r(n))とおけます。 すると、C(n-2)とC(n)が接するので、中心間の距離は 半径の和になるので、 r(n-2)+r(n)=sqrt((x(n-2)-X(n))^2+(r(n-2)-r(n))^2) となり、 (r(n-2)+r(n))^2=(x(n-2)-X(n))^2+(r(n-2)-r(n))^2 であり、 C(n-1)とC(n)、C(n-2)とC(n-1)も接するので、同様に、 (r(n-1)+r(n))^2=(x(n-1)-X(n))^2+(r(n-1)-r(n))^2 (r(n-2)+r(n-1))^2=(x(n-2)-X(n-1))^2+(r(n-2)-r(n-1))^2 となります。 よってこれらより、 |x(n-2)-x(n)|=2sqrt(r(n-2)r(n)), |x(n-1)-x(n)|=2sqrt(r(n-1)r(n)), |x(n-2)-x(n-1)|=2sqrt(r(n-2)r(n-1)) となります。 ここで、x(n-2)>x(n-1)のとき、図を描くと x(n-2)>x(n)>x(n-1)となることが分かるので、 x(n-2)-x(n)=2sqrt(r(n-2)r(n)) ・・・(1), x(n)-x(n-1)=2sqrt(r(n-1)r(n)) ・・・(2), x(n-2)-x(n-1)=2sqrt(r(n-2)r(n-1)) ・・・(3) となり、 (1)+(2)-(3)より、 0=2sqrt(r(n-2)r(n))+2sqrt(r(n-1)r(n))-2sqrt(r(n-2)r(n-1)) で、 sqrt(r(n-2)r(n-1))=sqrt(r(n-2)r(n))+sqrt(r(n-1)r(n)) であり、 両辺をsqrt(r(n-2)r(n-1)r(n))で割ると、 1/sqrt(r(n))=1/sqrt(r(n-1))+1/sqrt(r(n-2)) となり、 1/sqrt(r(1))=1/sqrt(r(2))=1よりこれがフィボナッチ数列 になることが示せました。 x(n-2)<x(n-1)のときも同様にして示せます。 ちょっと見づらいですが以上です。 また解けたものができたりしたらお送りします。 それでは。