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2020-2021:teams:legal_string:王智彪:数理知识 [CVBB ACM Team]

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数理知识总结

从排成一排的 $n$ 个球里选出 $r$ 个球互不相邻的方案种数是 $c(n-r+1,r)$ 。

从围成一圈的 $n$ 个球里选出 $r$ 个球互不相邻的方案种数是 $c(n-r,r)×{\frac n {(n-r)}}$ 。

(第二个结论相当于分类讨论选不选一号球(自己规定的)然后转化成两个第一个结论的问题)

$\sum_{i=0}^{n} i×c(n,i)=n2^{n-1}$ ,把组合数都提出来个 $n$ ,然后二项式定理显然。

同理,有 $\sum_{i=0}^{n} i^{2}×c(n,i)=n(n+1)2^{n-2}$

$\sum_{i=0}^{n} c(l,k)=c(n+1,k+1)$

$c(n,r)c(r,k)=c(n,k)c(n-k,r-k)$ ,通过组合意义证明。

$\sum_{i=0}^{n} c(n-i,i)=F(n+1)$ ,其中 $F(n)$ 表示斐波那契数列的第 $n$ 项, $F(0)=F(1)=1$ 。数学归纳法加组合数公式可证。

斐波那契通项公式 $F_{n}={\frac {({\frac {1+\sqrt{5}} 2})^{n}-({\frac {1-\sqrt{5}} 2})^{n}} {\sqrt{5}}}$

斐波那契二倍项和一倍相邻项有关

$F_{2k}=F_{k}(2F_{k+1}-F_{k})$ ,这里的是 $F_{1}=F_{2}=1$ 的。

$F_{2k+1}={F_{k+1}}^{2}+{F_{k}}^{2}$

这两个式子可以用数学归纳法(螺旋)一直证上去就结束了。

斐波那契数列中间项平方和相邻项乘积有关

$F_{n-1}F_{n+1}-{F_{n}}^{2}=(-1)^{2}$ 设 $T(n)=F_{n-1}F_{n+1}-{F_{n}}^{2}$ , $T(2)=1$ ,且 $T(n+1)=-T(n)$ 可证,所以原式成立

$F_{n+k}=F_{k}F_{n+1}+F_{k-1}F_{n}$ 数学归纳法照证不误(拆项)。

令 $k=n$ ,我们得到 $F_{2n}=F_{n}(F_{n+1}+F_{n-1})$ ,所以 $F_{2n}=(F_{n+1}-F_{n-1})(F_{n+1}+F_{n-1})=F_{n+1}^{2}-F{n-1}^{2}$

$(F_{m},F_{n})=F_{(m,n)}$

卢卡斯数列: $L_{0}=2,L_{1}=1,L_{n}=L_{n-1}+L_{n-2}$ ,前几项为 $2,1,3,4,7,11,18…$

卢卡斯数列通项公式 $L_{n}={({\frac {1+\sqrt{5}} 2})^{n}+({\frac {1-\sqrt{5}} 2})^{n}}$

事实上,我们有: ${\frac {L_{n}+F_{n}\sqrt{5}} 2}=({\frac {1+\sqrt{5}} 2})^{n}$

又有 ${L_{n}}^{2}-5{F_{n}}^{2}=-4$

$2L_{m+n}=5F_{m}F_{n}+L_{m}L_{n}$

$2F_{m+n}=F_{m}L_{n}+L_{m}F_{n}$

$L_{2n}=L_{n}^{2}-2(-1)^{n}$

$F_{2n}=F_{n}L_{n}$

2020-2021/teams/legal_string/王智彪/数理知识.1628352315.txt.gz · 最后更改: 2021/08/08 00:05 由 王智彪