ezoixx174 定理
ezoixx130
2020-07-15 21:05:30
# ezoixx174 定理:
$$ \sum_{n=0}^{\infty} \frac{F_n}{10^{n+1}}=\frac{1}{89}$$
# ezoixx130 的证法
$$ \sum_{n=0}^{\infty} \frac{F_n}{10^{n+1}}$$
$$= \sum_{n=0}^{\infty} \frac{\frac{1}{\sqrt{5}}((\frac{1+\sqrt 5}{2})^n-(\frac{1-\sqrt 5}{2})^n)}{10^{n+1}}$$
$$=\sum_{n=0}^{\infty} \frac{(\frac{1+\sqrt 5}{2})^n}{\sqrt 5 \times 10^{n+1}}-\frac{(\frac{1-\sqrt 5}{2})^n}{\sqrt 5 \times 10^{n+1}}$$
$$=\sum_{n=0}^{\infty} \frac{(\frac{1+\sqrt 5}{2})^n}{\sqrt 5 \times 10^{n+1}} - \sum_{n=0}^{\infty} \frac{(\frac{1-\sqrt 5}{2})^n}{\sqrt 5 \times 10^{n+1}}$$
$$=\frac{\sum_{n=0}^{\infty} (\frac{1+\sqrt 5}{20})^n - \sum_{n=0}^{\infty} (\frac{1-\sqrt 5}{20})^n}{\sqrt 5 \times 10}$$
$$=\lim_{n\to\infty} \frac{\frac{1-(\frac{1+\sqrt 5}{20})^n}{1-\frac{1+\sqrt 5}{20}} - \frac{1-(\frac{1-\sqrt 5}{20})^n}{1-\frac{1-\sqrt 5}{20}}}{\sqrt 5 \times 10}$$
$$=\frac{\frac{1}{1-\frac{1+\sqrt 5}{20}} - \frac{1}{1-\frac{1-\sqrt 5}{20}}}{\sqrt 5 \times 10}$$
$$=\frac{\frac{20}{19-\sqrt 5} - \frac{20}{19+\sqrt 5}}{\sqrt 5 \times 10}$$
$$=\frac{\frac{40\sqrt 5}{356}}{\sqrt 5\times 10}$$
$$=\frac{40}{3560}$$
$$=\frac{1}{89}$$
# ezoixx174 的证法
等式左边为:
![](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/2dvreahq.png)
等式右边为(每一项为 $100-89=11$ 的幂):
![](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/nhe2t467.png)
每一位求和,有:
![](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/azwwnsg1.png)
与等式左边相同。
至于为什么 $11$ 的幂错位相加的结果为斐波那契数列,显然 $11$ 的幂为杨辉三角的一行。上面的求和写在杨辉三角上张这样:
![](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/9mh2ibry.png)
那为什么每条斜线的和等于前两条斜线的和的和呢,一目了然:
![](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/xtcsnfag.png)
Q.E.D.
# nederland 的证法
斐波那契数列的生成函数为 $f(x)=\sum_{n=0}^{\infty}F_nx^n=\frac{1}{1-x-x^2}$。
将 $x=\frac{1}{10}$ 代入得 $\sum_{n=0}^{\infty} \frac{F_n}{10^{n}}=\frac{1}{0.89}$。
故 $\sum_{n=0}^{\infty} \frac{F_n}{10^{n+2}}=\frac{1}{89}$ 。
(下标不同是因为取的首项不一样)
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