フィボナッチ数列の逆数和

数学において、フィボナッチ数列の逆数和(フィボナッチすうれつのぎゃくすうわ、: reciprocal Fibonacci constant)、またはψは、フィボナッチ数列逆数総和として定義される数学定数である。

ψ = k = 1 1 F k = 1 1 + 1 1 + 1 2 + 1 3 + 1 5 + 1 8 + 1 13 + 1 21 + . {\displaystyle \psi =\sum _{k=1}^{\infty }{\frac {1}{F_{k}}}={\frac {1}{1}}+{\frac {1}{1}}+{\frac {1}{2}}+{\frac {1}{3}}+{\frac {1}{5}}+{\frac {1}{8}}+{\frac {1}{13}}+{\frac {1}{21}}+\cdots .}

この和の連続した項のは、黄金比逆数に近づく。従って、ダランベールの収束判定法により、この和は収束する。

ψの値は、おおよそで以下のようになると知られている[1]

ψ = 3.359885666243177553172011302918927179688905133731 . {\displaystyle \psi =3.359885666243177553172011302918927179688905133731\dots .}

ビル・ゴスパー(英語版)は、この値の高速な数値近似のためのアルゴリズムを得た。フィボナッチ数列の逆数和自身はk個の項に対しO(k)桁の精度であるが、ゴスパーのSeries accelerationではk個の項に対しO(k 2)桁の精度である[2]

ψ無理数であると知られている。これはポール・エルデシュロナルド・グラハム、Leonard Carlitzなどにより予想され、1989年、Richard André-Jeanninによって証明された[3]。 フィボナッチ数列の逆数和が超越数(代数的数でない数)であるかは、分かっていない。

連分数展開(数列表記)は、

ψ = [ 3 ; 2 , 1 , 3 , 1 , 1 , 13 , 2 , 3 , 3 , 2 , 1 , 1 , 6 , 3 , 2 , 4 , 362 , 2 , 4 , 8 , 6 , 30 , 50 , 1 , 6 , 3 , 3 , 2 , 7 , 2 , 3 , 1 , 3 , 2 , ] {\displaystyle \psi =[3;2,1,3,1,1,13,2,3,3,2,1,1,6,3,2,4,362,2,4,8,6,30,50,1,6,3,3,2,7,2,3,1,3,2,\dots ]\!\,}

のようになる[4]

脚注

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  1. ^ オンライン整数列大辞典の数列 A079586
  2. ^ Gosper, William R. (1974), Acceleration of Series, Artificial Intelligence Memo #304, Artificial Intelligence Laboratory, Massachusetts Institute of Technology, p. 66, https://hdl.handle.net/1721.1/6088 
  3. ^ André-Jeannin, Richard (1989), “Irrationalité de la somme des inverses de certaines suites récurrentes”, C. R. Acad. Sci. Paris Sér. I Math. 308 (19): 539–541, MR0999451 
  4. ^ オンライン整数列大辞典の数列 A079587

関連項目

外部リンク

  • Weisstein, Eric W. "Reciprocal Fibonacci Constant". mathworld.wolfram.com (英語).