SEPARATUM. AcrA ACADEMIAE PAEDAGOGICAE AGRIENSIS NOVA SERIES TOM. XXI.

Hasonló dokumentumok
ACTA ACADEMIAE PAEDAGOGICAE AGRIENSIS

PELL EGYENLETEK MEGOLDÁSA LINEÁRIS REKURZÍV SOROZATOK SEGÍTSÉGÉVEL

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

y + a y + b y = r(x),

Intergrált Intenzív Matematika Érettségi

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2014/2015-ös tanév első (iskolai) forduló Haladók II. kategória

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

Egyenletek, egyenlőtlenségek VII.

Bevezetés. 1. fejezet. Algebrai feladatok. Feladatok

Matematika 10 Másodfokú egyenletek. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. > o < szeptember 27.

Klasszikus algebra előadás. Waldhauser Tamás április 14.

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

Egész pontokról racionálisan

1. Polinomok számelmélete

karakterisztikus egyenlet Ortogonális mátrixok. Kvadratikus alakok főtengelytranszformációja

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Polinomok maradékos osztása

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi első fordulójának feladatmegoldásai

Polinomok (előadásvázlat, október 21.) Maróti Miklós

6. feladatsor: Inhomogén lineáris differenciálegyenletek (megoldás)

Egy euklidészi gyűrű

Differenciálegyenletek megoldása próbafüggvény-módszerrel

: s s t 2 s t. m m m. e f e f. a a ab a b c. a c b ac. 5. Végezzük el a kijelölt m veleteket a változók lehetséges értékei mellett!

1. A maradékos osztás

differenciálegyenletek

Egy általános iskolai feladat egyetemi megvilágításban

1.1. Alapfogalmak. Vektor: R 2 beli elemek vektorok. Pl.: (2, 3) egy olyan vektor aminek a kezdo pontja a (0, 0) pont és a végpontja a

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA ( SZAKKÖZÉPISKOLA ) Javítási-értékelési útmutató

Bevezetés az algebrába az egész számok

Lineáris algebra - jegyzet. Kupán Pál

Emelt szintű érettségi feladatsorok és megoldásaik Összeállította: Pataki János; dátum: november. I. rész

Határozatlan integrál

Nemzeti versenyek évfolyam

1.1. Gyökök és hatványozás Hatványozás Gyökök Azonosságok Egyenlőtlenségek... 3

Egy negyedrendű rekurzív sorozatcsaládról

Rekurzív sorozatok oszthatósága

1. Diagonalizálás. A Hom(V) diagonalizálható, ha van olyan bázis, amelyben A mátrixa diagonális. A diagonalizálható van sajátvektorokból álló bázis.

Polinomok (el adásvázlat, április 15.) Maróti Miklós

Algebra es sz amelm elet 3 el oad as Nevezetes sz amelm eleti probl em ak Waldhauser Tam as 2014 oszi f el ev

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Diszkrét matematika 2.

Analízisfeladat-gyűjtemény IV.

Sorozatok I. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

Fonyó Lajos: A végtelen leszállás módszerének alkalmazása. A végtelen leszállás módszerének alkalmazása a matematika különböző területein

Érettségi feladatok: Egyenletek, egyenlőtlenségek 1 / május a) Melyik (x; y) valós számpár megoldása az alábbi egyenletrendszernek?

1. A maradékos osztás

3. Lineáris differenciálegyenletek

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA) Javítási-értékelési útmutató

ALGEBRAI KIFEJEZÉSEK, EGYENLETEK

Feladatok az 5. hétre. Eredményekkel és teljesen kidolgozott megoldásokkal az 1,2,3.(a),(b),(c), 6.(a) feladatokra

Megyei matematikaverseny évfolyam 2. forduló

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2015/2016-os tanév 1. forduló Haladók III. kategória

Algebrai alapismeretek az Algebrai síkgörbék c. tárgyhoz. 1. Integritástartományok, oszthatóság

1. Egész együtthatós polinomok

Feladatok a Diffrenciálegyenletek IV témakörhöz. 1. Határozzuk meg következő differenciálegyenletek általános megoldását a próba függvény módszerrel.

Javítókulcs, Válogató Nov. 25.

Tartalomjegyzék. 3. Elsőfokú egyenletek és egyenlőtlenségek Elsőfokú egyenletek Valós szám abszolút értéke...


1.1. Alapfeladatok. hogy F 1 = 1, F 2 = 1 és általában F n+2 = F n+1 + F n (mert a jobboldali ág egy szinttel lennebb van, mint a baloldali).

Miskolci Egyetem. Diszkrét matek I. Vizsga-jegyzet. Hegedűs Ádám Imre

Tartalom. Algebrai és transzcendens számok

Waldhauser Tamás szeptember 15.

1. A polinom fogalma. Számolás formális kifejezésekkel. Feladat Oldjuk meg az x2 + x + 1 x + 1. = x egyenletet.

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi második fordulójának feladatmegoldásai. x 2 sin x cos (2x) < 1 x.

Hiányos másodfokú egyenletek. x 8x 0 4. A másodfokú egyenlet megoldóképlete

Bevezetés az algebrába 1

Megoldott feladatok IX. osztály 7 MEGOLDOTT FELADATOK A IX. OSZTÁLY SZÁMÁRA

0 ; a k ; :::) = ( 0: x = (0; 1; 0; 0; :::; 0; :::) = (0; 1)

= Itt a jobb oldalon föllelhető az először az Egyiptomi Középbirodalomban használt

11. gyakorlat megoldásai

1. A Horner-elrendezés

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Paraméteres és összetett egyenlôtlenségek

7. gyakorlat megoldásai

Magyary Zoltán Posztdoktori beszámoló előadás

II. Két speciális Fibonacci sorozat, szinguláris elemek, természetes indexelés

8. előadás. Kúpszeletek

Tartalomjegyzék 1. Műveletek valós számokkal Függvények Elsőfokú egyenletek és egyenlőtlenségek

Egyenletek, egyenlőtlenségek V.

11. gyakorlat megoldásai

Németh László Matematikaverseny április 16. A osztályosok feladatainak javítókulcsa

Figurális számok és diofantikus egyenletek

Vektorok, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek

Funkcionális és logikai programozás. { Márton Gyöngyvér, 2012} { Sapientia, Erdélyi Magyar Tudományegyetem }

Klasszikus algebra előadás. Waldhauser Tamás március 24.

VEKTORTEREK I. VEKTORTÉR, ALTÉR, GENERÁTORRENDSZER október 15. Irodalom. További ajánlott feladatok

KITŰZÖTT FELADATOK A IX. OSZTÁLY SZÁMÁRA

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

Matematika III. harmadik előadás

Lineáris algebra 2. Filip Ferdinánd december 7. siva.banki.hu/jegyzetek

MATEMATIKA tankönyvcsaládunkat

Lineáris leképezések. 2. Lineáris-e az f : R 2 R 2 f(x, y) = (x + y, x 2 )

Differenciaegyenletek

1.1. Definíció. Azt mondjuk, hogy a oszója b-nek, vagy más szóval, b osztható a-val, ha létezik olyan x Z, hogy b = ax. Ennek jelölése a b.

Elemi algebrai eszközökkel megoldható versenyfeladatok Ábrahám Gábor, Szeged

Gyakorló feladatok. 2. Matematikai indukcióval bizonyítsuk be, hogy n N : 5 2 4n n (n + 1) 2 n (n + 1) (2n + 1) 6

04/ $ "!& $ ' $$)A!" #$%&!" # $ %%&' $ ()* +, -& "+. /0. //1. 1.! "# $ % &$ /0 %.%!& '$ $! # % &$ //1 %. '$ $ # ()1) % //*/* //**/.

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Függvényegyenletek 1. feladat megoldása

Átírás:

SEPARATUM AcrA ACADEMIAE PAEDAGOGICAE AGRIENSIS NOVA SERIES TOM. XXI. EGER 1993

A REKURZfv SOROZATOK EGY ALKAIMAZAsAROL ABSfRACf: (On an application of second order linear recurrences) Let ar + bx - c = 0 be an equation such that a, b, c are positive integers and successive terms of an arithmetic sequence in any order. Let these numbers be of the form n, n +', n +2" where n and, positive integers. M. K Mahanthappa [2} investigated the rational roots of the equation, provided that, = 1 and n positive integer. In the paper we generalize this problem for the case, > 1. Legyen az ar + bx":' c = 0 masodfoku egyenletben a, b es c valamilyen sorrendben egy pozitlv egeszekbol an6 szamtani sorozat egymast koveto tagjai. Tekintsiik ezeket n, n +', n +2" alakban, ahol n es, pozitlv egeszek. M. K Mahanthappa [2} azt a problemat vetette fel, hogy r = 1eseren, mely pozitiv egesz n-ekre lesznek racionalis gyokei az egyenletnek. Ez egesz egyiitthat6k eseren akkor es csak akkor teljesiil, ha az egyenlet diszkriminansa negyzetszam. Rogzitett n es, eseren a harom egyiitthat6 sorrendjetol fiiggoen hat kiilonbozo egyenletet kapunk, de

csak hcirom kiilonbozo diszkrimiminst Ezert eleg a kovetkezo egyenleteket vizsgcilni: (1) (2) (3) nx 2 +(n+2r)x-(n+r) = 0, (n+r)x 2 +nx-(n'+2rj= 0, nx 2 +(n+r)x-(n+2r) = 0. Mahanthappa [2] r:;:; 1 eseten megadta az osszes olyan n pozitiv egeszet, melyekre racionalisak a gyokok. Ezek az (1) egyenlet eseren n = F;mF;m+3' a (2) egyenlet eseren n = F;mF;m+l -1, es a (3) egyenlet eseren n = F;m+1-1, ahol m ~.1 egesz, es F;. a Fibonacci sorozat k -adik tagja. Most tekintsiik az r > 1 esetet Ekkor egyszerii kovetkezmenykent kapjuk, hogy az (1) egyenletbe n = rf;.mf;m+3' a (2) egyenletbe n = rf;.mf;m+1 - r, es a (3) egyenletbe n = rf;.m+1 - r helyettesitve, ahol m ~ 1 egesz, racionalisak lesznek a gyokok. Nevezziik ezeket trivialis vaiasztcisoknak. A dolgozat celja, hogy talaijunk nem trivialis pozitiv egesz n-eket,melyekre szinren racionalisak a gyokok. A kovetkezoreteleket bizonyitjuk: 1. Tetel: Legyen az. r > 1 egesz r = u 2 - uv - v 2 alaku, ahol u es v pozitivval6s szamok.legyen {R Ic } (k = 0, 1,2,... ) egy masodrendu. lineans rekurziv sorozat, melyet az Ro = v,r 1 = 11 kezdoelemek es az R lc = R Ic - 1 + R Ic _ 2 rekurzi6 definial, ahol k > 1 egesz. Legyen tovabba N m = R-zmR-zm+3' ahol m ~ 0 egesz.

Ha Nm egesz es r nem oszroja Nm-nek, akkor n = Nm eseten (1) egyenletnek raciomilisak a gyokei, es n nem trivicilis v3.lasztas. 2. Tetel: Az elozo tetelben defini3.ltr es R k eseten legyen 1'", = ~m~m+l,ahol m~ 1egesz. Ha 1'", egesz es r nem oszroja 1'", -nek, akkor n = n = 1'", - r eseten (2) egyenletnek racioniilisak a gyokei, es n nem triviiilisvalasztas. 3. Tetel: Legyen az r > 1 egesz es r 2 = u 2 - uv - v 2, ahol u es v pozitiv egeszek. Legyen {Rt}(k = 0,1,2,... ) egy masodrendii lineans rekurziv sorozat, melyet az Ro = v,r 1 = u kezdoelemek es az R k = R t _ 1 +R k- 2 rekurzi6 defini3.l, ahol k > 1 egesz. Ha r nem osztoja ~m+i-nek, ahol m ~ 0 egesz, akkor n = ~m+l- r eseren (3) egyenletnek racionalisak a gyokei, es n nem trivialis v3.laszt3.s. A tetelek bizonyfuiscihoz sziiksegiink lesz a kovetkezo lemmakra: 1. Lemma Legyen {R",}(m = 0,1,2,... ) egy masodrendii lineans rekurziv sorozat, melyet az Ro, ~ nem mindketto zeros va16s kezdoelemek, A, B konstans egeszek es az R",= AR m _ 1 +BRm--2 rekurzi6 definial, ahol m> 1 egesz. Legyenek a sorozat x 2 - Ax - B karakterisztikus polinomja.. nakagyokei

Legyen tovcibbcia = R 1 - RJ3 es b = R 1 - Rea. Tegyiik fel, hogy a karakterisztikus polinom D = A 2 + 4B diszktiminansa nem nulla. Definiciljuk az {R",} sorozat {G",} asszocicilt sorozatit a G", =aa'" +bfj" formulcival, ahol m ~ 1 egesz. Ekkor (6) G; - DR:" = 4( -B)'" (R; - ARoR I - BR;) (m ~ 1) teljesiil. Megjegpks: A = B = 1, Re = 0 es ~ = 1 eseren az {R,,J sorozat az ismert Fibonacci sorozatot szolgaitatja. Az {F",} Fibonacci sorozat asszociait sorozatit Lucas sorozatnak nevezztik es {L",}-el jeloljiik. 2. lanma' Legyen az n pozitiv egesz olyan tulajdonsagu, hogy az (1), (2), vagy (3) egyenlet gyokei racionaiisak. Ekkor az n akkor es csak akkor triviaiis, ha r osztoja n-nek.

1. Lemma bironyfuisa: A (4) egyenloseg j6l ismert, de teljes indukci6val is egyszeriien bizonyfthatjuk. (Lcisdpeldciul D. Jarden [1].) Az (5) egyenloseg az...m+ 1 b IJ"I+I a...m-1 _ b nn-1 aa '" + bam p = ----,- au - P a,a p---- u p a-p a-p es a B = -ap azonossagokb6l, tovcibbcia (4) egyenlosegbol kovetkezik. A (6) egyenloseget a-p= JD, a+p= A es ap= -B azonosscigok segitsegevel, tovcibbcia (4) egyenloseggel bizonyfthatjuk, hiszen G;' - DR;"= (aa'"+bp"y _ D(aa m -bp")2 = 4ab{ap)'"= a-p 2. Lemma bironyfuisa: Legyen az (1) egyenletnek racionansak a gyokei. Ha r trivians vcilasztas, akkor n = r~mf;"'+3 (m ~ 1), fgy r oszt6ja n-nek. Ha n = tr, ahol t ~ 1 egesz, akkor w +(tr +2r)x-(tr+r) = 0 tx 2 +(t +2)x- (t + 1) == 0 aminek a feltetel miatt racioncilisak a gyokei, fgy Mahanthappa emlitett eredmenyei alapjan t = F;",F;"'+3 (m ~ 1)

n= rf;.",f;.m+3 (m ~ 1), ami trivuilisvcilasztas. Hasonl6an bizonyfthaljuk az allitist a (2) es (3) egyenletekre is. 1.Tetel bizonyftlsa: Az (1) egyenlet diszkriminansa D 1 = (n+2ry +4n(n+r) = n 2 +(2(n+r)Y Racionalis gyokok eseten, es csak akkor D 1 negyzetszam, D 1 = (2, ahol t egy pozitiv egesz. Ekkor [n, 2(n +r ), (] pitagoraszi szamhcinnas. Reprezentlljuk [g2 _ h 2, 2gh, g2 + h 2 ] alakban. Ekkor n = g2 - h 2 es 2(n +r) = 2gh miatt (7) g2 - gh-(h 2 -r) = 0 kovetkezik, ami g-re masodfoku egyenlet Legyen a diszkriminansa S2. Ekkor illetve (8) ~ -5h 2 = -4r. A tetelben szereplo {R t } sorozat eseren A = B = 1 es D = A 2 +4B = 5, ezert (6) miatt G; -5R; =(-ly 4r minden k ~ 1 egesz eseren. S = G 2m + 1 es h = Ru,,+l vcilasztassal, ahol m ~ Oegesz, (8) teljesiil es (7) alapjan, (5) felhaszna- Iasaval

= h+s = Rzm+!+Rzm+2 +Rzm = J) g 2.. 2 ~m~ mert g> O. Ekkor azonban n = g2 _h 2 = (Rzm+2Y -(Rzm+!t = (Rzm+2- Rzm+!)(Rzm+2+ Rzm+J = = RzmRzntt3 = Nm (m ~ 0). Ha N m egesz es r nem osztja Nm-et, akkor a 2. lemma miatt n nem triviaiis vaiasztis, es ezzel a tetelt igazoltuk. 2. Tetel bizonyftisa: A (2) egyenlet diszkrimiminsa D 2 = n 2 +4(n+r)(n+2r) = (2(n+r»)2 +(n+2ry. Raciomilis gyokok eseten, es esak akkor D 2 negyzetszcim, D 2 = t2, ahol t egy pozitlv egesz. Ezert [2(n+r),n+2r,t] pitagoraszi szfunharmas. ReprezentaIjuk [2gh, g2 _ h 2, g2 +h 2 ] alakban. Ebb51hason16an az el5z5hoz, azt kapjuk, hogy n = RzmRzm+!-r = 1'". -r (m ~ 1) eseten ha 1'". egesz es r nem osztoja 1'". -nek, akkor a (2) egyenletnek racionaiisak a gyokei es n nem trivicilisvaiasztas. Megjegpks: Ha az 1. tetel bizonyftasciban [2gh,g2 _h 2,g2 +h 2 ], illetve a 2. tetel bizonyitasciban [g2 _ h 2, 2gh, g2 +h 2 ] reprezentaciot tekintjiik, nem kapunk ujabb n-eket 3. Tetel bizonyftisa: A (3) egyenlet diszkriminansa D3=(n+rY+4n(n+2r)=5(n+rY-4r 2. RacionaIis gyokok eseten, es esak akkor D 3 negyzetszcim, D 3 = t 2, ahol t egy pozitivegesz es

(9) (2lS(n+rY =..,..4r 2 A tetel feltetelei es (6) miatt (G 2m +J 2 - S(Rzm+lY = -4r 2< (111 ~ 0). < Ezert n = Rzm+I"-r eseten, ha r nem oszt6ja 'Rzm+)-nek, (3) gyokei racioniilisak es n nem biviiilis vcilasztas. Megjegpks: A 3. retel felretelei nem minden r > 1 egesz eseren teljesitherok. Peldaul r= 2 eseten (9)miatt (2 -S(n+2Y = -16. Ez csak pciros n eseten cillhat fenn, fgy racioniilisgyokok eseren n csak biviiilis valasztas.lehet Ennek kovetkezmenye, hogy x 2 _5y2 = -16. osszes egesz megoldasa (x,y) = (±2L2m+),±2F;m+))' x 2 _Sy2 = 16 osszes egesz megoldasa (x,y) = (±2Lzm,±F;J ahol ~, illetve L k a k-adik Fibonacci, illetve Lucas szam es m~ 0 egesz. Masreszt ha r = 11, akkor Ro = 3 es R) = 13, vagy' Ro = 7, es R) = 17 eseten teljesiilnek a tetel feltetelei. Megjegpks: A cikk leadasa utan (Fifth International Conference on Fibonacci Numbers and Their Applications, St.Andrews, 1992. julius 22-24, konferencian elhangzott eloadas nyoman) tudomasunkra jutott, hogy C. Long, G. L.

Cohen, T. Langtry es A G. Shannon a jelen cikkben lefrtakkal hasonl6 eredmenyekre jutottak. [1] D. Jarden, Recurring sequences, Riveon I..ematematika, Jerusalem (Israel), 1958. [2] M. K Mahanthappa. Arithmetic sequences and Fibonacci quadratics. Fibonacci Quarterly 29 (1991), 343-346.