Una propiedad interesante de los números de Fibonacci

Hoy hice un examen que tenía una pregunta que decía así:

a. Llamaremos a una secuencia binaria 'escasa' si no hay dos secuencias consecutivas 1 está en eso. Calcular el número de cadenas dispersas de longitud norte .

b. Demuestre que todo número entero se puede expresar como la suma de números de Fibonacci distintos no consecutivos.

C. Demuestre que la suma en (b) es única.

d. Deriva (a) usando (b) y (c) o deriva (c) usando (a) y (b) .

Ahora, sé muy bien cómo encontrar la relación de recurrencia en (a) . También estudié las demostraciones de (b) y (c) hace un par de años, y no tuve mucha dificultad para construirlas de memoria.

Pero, me quedé atascado en (d) . Estaba tratando de entender cómo conectar los resultados de (a) , (b) y (c) . Después de pensarlo, se me ocurrió esta expresión.

S ( X 1 , X 2 , , X norte ) = X 1 F 1 + X 2 F 2 + + X norte F norte
para una dada k dónde F norte es el número de Fibonacci más grande antes k y X i { 0 , 1 } i { 1 , 2 , , norte } . Ahora, si queremos S = k , entonces la secuencia X 1 , X 2 , , X norte debe ser escaso. Pero, de (a) , sabemos que sólo hay F norte + 2 secuencias tan dispersas. Además, por (b) , existe una opción ( y 1 , y 2 , , y norte ) = ( X 1 , X 2 , , X norte ) con y i { 0 , 1 } i { 1 , 2 , , norte } tal que S ( y 1 , y 2 , , y norte ) = k . Además, es claro que los valores de S que podemos obtener cambiando las opciones de X i están dispuestos en un orden estricto (es decir, dos de ellos no pueden ser iguales). Entonces, hay exactamente una opción de X i es tal que S = k .

Pero, parece haber algo sospechoso en mi prueba. No he usado el hecho de que hay F norte + 1 opciones de X i Está en cualquier lugar aquí. Entonces, ¿mi prueba es correcta? Si no es así, ¿es correcto mi enfoque? ¿Puede alguien por favor ayudarme con esto?

@Jean-ClaudeArbaut Sí, lo sé. Pero, el problema que tengo está en la parte (d) que nos pide que conectemos la parte (a) con el Teorema de Zeckendorf.
Hay una advertencia en la parte de unicidad del teorema de Zeckendorf que no se menciona a menudo: no se puede usar la primera 1 en la sucesión de Fibonacci. si permites eso 1 , cada número par de Fibonacci indexado tiene dos representaciones: F 2 k y i = 1 k F 2 i 1 .
Además, creo que lo que piden es probar que la aplicación es biyectiva y, por lo tanto, tiene la misma cardinalidad, o probar que, dado que los conjuntos tienen la misma cardinalidad y la aplicación es sobreyectiva, también es inyectiva. Su enfoque parece ser el último.
@arbashn Gracias por señalar eso

Respuestas (1)

El número máximo que se puede representar con una secuencia dispersa de longitud norte es tu norte = F norte + 1 + F norte 1 + F norte 3 + , donde la suma se detiene como máximo en F 2 [1]. Puedes probar que tu norte = F norte + 2 1 .

Ahora, si puede representar todos los números de forma única, entre 0 y F norte + 2 1 , eso es F norte + 2 números, que es precisamente el número de secuencias dispersas de longitud norte .

[1] Como señaló arbashn anteriormente, los números de Fibonacci que se utilizan para la representación de Zeckendorf comienzan en F 2 = 1 .

Sí, eso parece absolutamente correcto. ¡Gracias!