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四阶费波那契数


四阶费波那契数是斐波那契数的推广,由 T_0=0, T_1=1, T_2=1, T_3=2, 和递推关系定义

 T_n=T_(n-1)+T_(n-2)+T_(n-3)+T_(n-4)
(1)

对于 n>=4。 它们代表了 n=4 情况下的斐波那契n步数。 前几项为 n=0, 1, ... 是 0, 1, 1, 2, 4, 8, 15, 29, 56, 108, 208, ... (OEIS A000078)。

前几个素四阶费波那契数的索引为 3, 7, 11, 12, 36, 56, 401, 2707, 8417, 14096, 31561, 50696, 53192, 155182, ... (OEIS A104534),对应于 2, 29, 401, 773, 5350220959, ... (OEIS A104535),在 n<=236965 范围内没有其他素数 (E. W. Weisstein, 2009年3月21日)。

对于 n>1 ,第 n 个四阶费波那契数的精确表达式可以由下式给出

 T_n=(2-(beta+gamma+delta)+(betagamma+gammadelta+deltabeta))/((alpha-beta)(alpha-gamma)(alpha-delta))alpha^(n-1)+...,
(2)

其中,另外三项是通过循环排列 (alpha,beta,gamma,delta) 获得的,它们是多项式的四个根

 P(x)=x^4-x^3-x^2-x-1.
(3)

或者,

 T_n=(alpha^n)/(-alpha^3+6alpha-1)+(beta^n)/(-beta^3+6beta-1) 
 +(gamma^n)/(-gamma^3+6gamma-1)+(delta^n)/(-delta^3+6delta-1).
(4)

这可以写成更简洁的形式

 T_n=r_1alpha^n+r_2beta^n+r_3gamma^n+r_4delta^n,
(5)

其中 r_n 是多项式的第 n 个根

 Q(y)=563y^4-20y^2-5y-1
(6)

并且 (alpha,beta,gamma,delta)(r_1,r_2,r_3,r_4) 按照 Wolfram LanguageRoot对象。

四阶费波那契数的生成函数

 x/(1-x-x^2-x^3-x^4)=1+x+2x^2+4x^3+8x^4+15x^5+....
(7)

相邻项的比率趋于 P(x) 的正,即 1.92756... (OEIS A086088),有时被称为四阶费波那契常数


另请参阅

斐波那契n步数, 斐波那契数, 四阶费波那契常数, 三阶费波那契数

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参考文献

Sloane, N. J. A. 整数数列在线大全中的数列 A000078/M1108, A086088, A104534, 和 A104535

在 Wolfram|Alpha 中被引用

四阶费波那契数

请引用为

Weisstein, Eric W. “四阶费波那契数。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/TetranacciNumber.html

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