T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GENELLEŞTİRİLMİŞ k-FİBONACCİ VE k-LUCAS SAYILARININ YENİ BİR AİLESİ Ayşe ATALAY YÜKSEK LİSANS TEZİ Matematik Anabilim Dalını Temmuz-2013 KONYA Her Hakkı Saklıdır ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ GENELLEŞTİRİLMİŞ k-FİBONACCİ VE k-LUCAS SAYILARININ YENİ BİR AİLESİ Ayşe ATALAY Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Matematik Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Kemal USLU 2013, 45 Sayfa Jüri Danışman: Yrd. Doç. Dr. Kemal USLU Prof. Dr. Durmuş BOZKURT Doç. Dr. Buğra SARAÇOĞLU Bu çalışmada öncelikle, Moawwad El Mikkawy ve Tomohiro Sogabe tarafından Fibonacci Fn(k ) , k-Fibonacci sayılarının yeni bir ailesi tanımlanıp ve bu tanımdan (k ) faydalanılarak Lucas sayılarının yeni bir ailesi olan Ln , k-Lucas sayılarının yeni ailesi elde edilmiştir. (k ) (k ) Bu yeni aileden yararlanılarak k-Fibonacci ve k-Lucas sayıları için Fs,n ve Ls ,n şeklinde gösterilen yeni sayılarının yeni bir ailesi olan bir aile tanımlandı. Daha sonra Fs(,kn) ve L(sk,n) sayıları için çeşitli teoremler ve özdeşlikler elde edildi. Anahtar Kelimeler: Fibonacci Sayıları, Lucas Sayıları, k-Fibonacci Sayıları, k-Lucas Sayıları, kFibonacci Sayılarının Yeni Bir Ailesi, k-Lucas Sayılarının Yeni Bir Ailesi iv ABSTRACT MS THESIS A NEW FAMİLY OF THE GENERALİZED k-FİBONACCİ AND k-LUCAS NUMBERS Ayşe ATALAY THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE MATHEMATICS Advisor: Asst. Prof. Dr. Kemal USLU 2013 , 45 Pages Jury Advisor: Asst. Prof. Dr. Kemal USLU Prof. Dr. Durmuş BOZKURT Assoc. Prof. Dr. Buğra SARAÇOĞLU In this study, first the A new family of k-Fibonacci numbers Fn(k ) were defined as a new family of the Fibonacci numbers by Mowwad El-Mikkawy and Tomohiro Sogabe. Using this definition, A new family of k-Lucas numbers L(kn ) were obtained as a new family of Lucas numbers. We have using this new family, A new family of k-Fibonacci and k-Lucas numbers Fs(,kn) and Finally, for a new family of k-Fibonacci and k-Lucas numbers L(sk,n) (k ) s ,n F were defined. and L(sk,n) some theorems and identities were obtained by Binet Formula and some important properties. Keywords: Fibonacci Numbers, Lucas Numbers, k-Fibonacci Numbers, k-Lucas Numbers, A New Family of k-Fibonacci Numbers, A New Family of k-Lucas Numbers v ÖNSÖZ Bu çalışma Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Matematik Ana Bilim Dalı Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Kemal USLU danışmanlığında yapılarak, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü’ne Yüksek Lisans Tezi olarak sunulmuştur. Çalışmamız üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmamıza yardımcı olacak ön bilgilerden bahsedilmiştir. Fibonacci ve Lucas sayıları, k-Fibonacci ve kLucas sayıları ve bunların yeni ailesi hakkında kısaca bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde; k-Fibonacci sayılarının yeni ailesi olan Fs(,kn) nın tanımı yapılmıştır. Ardından tanımlanan bu yeni aile ile alakalı çeşitli teoremler ve özdeşlikler sunulmuştur. Üçüncü bölümde k-Lucas sayılarının yeni ailesi olan L(sk,n) , k-Fibonacci sayılarının yeni ailesi olan Fs(,kn) nın tanımından faydalanılarak elde edilmiş ve bu aile için de çeşitli teorem ve özdeşlikler bulunmuştur. Çalışmam süresince en içten yardımlarıyla bana yön veren Yrd. Doç.Dr. Kemal USLU hocama ve hem maddi hem manevi destekleriyle beni hiçbir zaman yalnız bırakmayan çok değerli eşime ve aileme teşekkürlerimi sunarım. Ayşe ATALAY KONYA-2013 vi İÇİNDEKİLER ÖZET .............................................................................................................................. iv ABSTRACT ..................................................................................................................... v ÖNSÖZ ........................................................................................................................... vi İÇİNDEKİLER ............................................................................................................. vii SİMGELER VE KISALTMALAR ............................................................................ viii 1. GİRİŞ ........................................................................................................................... 1 1.1. Fibonacci Sayıları…………………………………………………………… .2 1.2. Fibonacci Sayıları İle İlgili Özdeşlikler……………………………………….6 1.3. Lucas Sayıları…..……………………………….……………………………6 1.4. Lucas Sayıları ile İlgili Özdeşlikler …………………………………………..7 1.5. Fibonacci ve Lucas Sayıları Arasındaki Özdeşlikler …………….…………..7 1.6. k-Fibonacci Sayıları………………………………………...………………....8 1.7. k-Fibonacci Sayıları için Özdeşlikler ….........………………………………..9 1.8. k-Lucas Sayıları……………………………………………………………..10 1.9. k-Lucas Sayıları için Özdeşlikler …...………………………………………11 1.10. k-Fibonacci Sayılarının Yeni Bir Ailesi …………………………………...11 1.11. k-Fibonacci Sayılarının Yeni Ailesine Ait Bazı Özdeşlikler ………………18 1.12. k-Lucas Sayılarının Yeni Bir Ailesi ……………………………………….20 2. k-FİBONACCİ SAYILARININ FARKLI YENİ BİR AİLESİ …………………25 2.1. k-Fibonacci Sayılarının Farklı Yeni Ailesine Ait Bazı Özdeşlikler ………...32 3. k-LUCAS SAYILARININ FARKLI YENİ BİR AİLESİ ……………………….34 3.1. k-Lucas Sayılarının Farklı Yeni Ailesine Ait Bazı Özdeşlikler …………….40 4. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ................................................................................. 42 4.1. Sonuçlar ……………………………………………………………………..42 4.2. Öneriler ……………………………………………………………………...42 KAYNAKLAR .............................................................................................................. 43 ÖZGEÇMİŞ .................................................................................................................. 45 vii SİMGELER VE KISALTMALAR Bu çalışmada yer alan bazı simgeler açıklamaları ile birlikte aşağıda verilmiştir. Simgeler Açıklama Fn Ln Fk ,n Lk ,n n. Fibonacci Sayısı n. Lucas Sayısı n. k-Fibonacci Sayısı n. k-Lucas Sayısı Fn(k ) L(kn ) Fs(,kn) k-Fibonacci Sayısının Yeni Ailesinin n. Sayısı (k ) s ,n k-Lucas Sayısının Yeni Bir Ailesinin n. Sayısı k-Lucas Sayısının Yeni Ailesinin n. Sayısı k-Fibonacci Sayısının Yeni Bir Ailesinin n. Sayısı L Fn Ln Fk,n Lk,n F L F L Fibonacci Dizisi Lucas Dizisi k-Fibonacci Dizisi k-Lucas Dizisi k-Fibonacci Sayılarının Yeni Bir Ailesinin Dizisi (k ) n (k ) n (k ) s ,n k-Lucas Sayılarının Yeni Bir Ailesinin Dizisi (k ) n k-Lucas Sayılarının Yeni Bir Ailesinin Dizisi k-Fibonacci Sayılarının Yeni Bir Ailesinin Dizisi viii 1 1. GİRİŞ Giriş bölümü, çalışmama yardımcı olan kaynakların verildiği bölümdür. Bu bölümde kaynaklar hakkında kısa bir bilgi verilecektir. [5]’te Falcon ve Plaza, genelleştirilmiş Fibonacci sayıları olan k-Fibonacci sayılarını tanımladılar ve Fibonacci dizisi ile Pell dizisinin bu sayı dizisinden elde edilebileceğinin gösterdiler. [18]’de K. Uslu, N. Taskara, H. Köse, genelleştirilmiş k-Fibonacci ve k-Lucas sayılarını tanımladılar. Bu çalışmada Fk ,n ve Lk ,n k-Fibonacci ve k-Lucas sayıları genelleştirilmiş k-Fibonacci ve k-Lucas sayıları Gk ,n adı altında genelleştirildi. Buna göre her k pozitif reel sayısı için Gk ,0 a ve Gk ,1 b başlangıç koşulları altında; Gk ,n1 kGk ,n Gk ,n1 , n 1 olarak tanımlanmıştır. [4]’de Moawwad El-Mikkawy, Tomohiro Sogabe k-Fibonacci sayılarının yeni bir ailesini tanımladılar. Bu çalışmaya göre n ve k (k 0) doğal sayılar olsun. Bu takdirde n mk r (0 r k ) olacak şekilde m ve r sayıları bulunur. Bu parametreleri kullanarak Fn(k ) , genelleştirilmiş k-Fibonacci sayıları Fn( k ) 1 ( m1 m1 ) r ( m m ) k r , n mk r k ( 5) (0 r k ) şeklinde tanımlanmıştır. Dolayısıyla k-Fibonacci sayılarına yeni bir boyut getirilmiştir. [21]’de Nazmiye Yılmaz, Yasin Yazlık, Necati Taskara, k-Fibonacci sayılarının yeni ailesini genelleştirdiler. Buna göre n ve k (k 0) doğal sayılar olmak üzere genelleştirilmiş k-Fibonacci sayılarının yeni ailesini Gn( k ) 1 ( X m1 Y m1 ) r ( X m Y m ) k r , k ( 5) şeklinde tanımladılar. n mk r (0 r k ) 2 Biz ise bu çalışmada k-Fibonacci ve k-Lucas sayılarının yeni ailesini ele alarak farklı bir aile tanımladık ve bu aile ile ilgili çeşitli teoremler ve özdeşlikler elde ettik. 1.1. Fibonacci Sayıları Leonardo Fibonacci İtalya’nın Pisa şehrinde doğmuş olan İtalyan bir matematikçidir. Bu nedenle Pisalı Leonardo olarak da anılmaktadır. Fibonacci bir problemi araştırırken bu sayıları buluyor ve kendi adını veriyor: {0,1,1, 2, 3, 5, 8,13, 21, 34, 55, 89,144, 233, 377, 610, 987 , ...} dizisi Fibonacci dizisi olarak geçiyor. Fibonacci dizisinin özelliği kendinden önceki iki ardışık sayının toplamının kendisinden sonraki sayıya eşit olmasıdır. İtalyan matematikçi Fibonacci yazdığı matematik kitaplarından birinde tavşan çiftliği olan bir arkadaşıyla ilgili olduğunu iddia ettiği bir problem sorar. Bu probleme göre arkadaşının çiftliğindeki tavşanlar doğdukları ilk iki ay yavru yapmazlar. Üçüncü aydan itibaren her çift her ay bir çift yavru yapar. Buna göre Fibonacci'nin arkadaşı bir çift tavşanla başlarsa kaç ay sonra kaç çift tavşanı olur? İlk ay yeni doğmuş bir çift tavşanımız olsun. Matematik problemlerinde bu yavruların anasız babasız nasıl büyütülecekleri konusuna pek girilmez. İkinci ayda bu tavşanlar henüz yavrulamadıkları için hala bir çift tavşanımız var. Üçüncü ay bunlar bir çift yavru verecek ve iki çift tavşanımız olacak. Yeni doğan çift dördüncü ay doğurmayacak, oysa ana babaları yeniden bir çift yavru yapacak ve toplam üç çift tavşanımız olacak. Bu şekilde devam edersek pek bir yere varamayacağız galiba. Düşünsenize 100. aya kadar hesabı böyle götürmemiz mümkün mü? Örneğin 100.ayda kaç tavşanımız olacağını doğrudan hesaplamaya çalışalım. 99.ayda kaç tavşanımız varsa onların hepsi 100. ayda da olacak. Bunların bir kısmı yavrulayacak. Yavrulayacak olanların en az iki aylık olması gerektiğine göre 100. ayda yavrulayacak olanlar 98.ayda sahip olduğumuz tavşanların hepsi olacak. Demek ki 100. aydaki tav-şan sayısını bulmak için 98. aydaki tavşan sayısıyla 99. aydaki tavşan sayısını toplamak gerekiyor. Bu hesaba bazı itirazlar yükselebilir. Biz sadece 100. aydaki sayıyı merak ediyorduk. Şimdi onu bulmak için hem 98. hem de 99. aylardaki sayıyı bulmamız gerekecek. Bu hesabı 100. ayda değil de üçüncü aydan itibaren yapalım. Birinci ve ikinci aylarda birer çift tavşanımız vardı. Demek ki üçüncü ay iki çift tavşanımız olacak. İkinci aydaki bir çift ile üçüncü aydaki iki çifti toplarsak dördüncü ay üç çifti bulacağız. Buna göre Fibonacci dizisi şöyle tanımlanır: 3 F1 1, F2 1 Fn = Fn-1 + Fn-2 , n > 2 Buna göre Fibonacci sayılarının ilk birkaç tanesi şöyle sıralanır: 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,1597,2584,4181,6765,10946... Dizilim içindeki bir sayıyı kendisinden önce gelen sayıya bölerek ilerlersek ulaşacağımız sonuç 1,618 rakamına sürekli yaklaşacak şekilde oluşacaktır. Peki nedir Fibonacci Sayılarını oran Altın 2. Dizinin 3. Sayıların sayılar teorisinde farklı birçok kullanımının olması Fibonacci sayılarını küçük çok önemli elemanlarının doğada bir yapan? 1. daha sayısının yüzyıllardır bu kadar önemli sayı olması, karşımıza çıkması, oldukça önemli yapmıştır. Şimdi çoğu insan için karmaşık gelen bu 3 maddeyi biraz daha anlaşılır bir dille ifade edip açıklayalım; 1. Altın Oran’ı eski Mısırlılar ve Yunanlılar bulmuş ve daha çok mimaride kullanmışlardı, basit anlamıyla altın oran; bütünün parçaları arasında olan geometrik ve sayısal bir oran bağlantısıdır. Bu tanım akıllara şu soruyu getirir; nedir altın oran ve Fibonacci arasındaki bağlantı? Fibonacci dizisindeki ardışık 2 sayının oranı sayılar büyüdükçe Altın Oran’a (1,618) yaklaşır. Peki altın oranı günlük yaşamda nerelerde görebiliriz? İnsanın İşaret Parmağı; Bir insanın işaret parmağı (normal standartlardaki parmaklar için geçerli) her bir bölümü bir önceki bölüme oranı Altın Oranı veriyor. Akciğerler; Akciğeri oluşturan bronş ağacının görülen en belirgin özelliği asimetrik olmasıdır. Soluk borusu, biri uzun (sol) ve diğeri de kısa (sağ) olmak üzere iki ana bronşa ayrılır. Kısa bronşun uzun bronşa olan oranının yaklaşık olarak 1/1,618 değerini verdiği saptanmıştır. İnsan Yüzü; Kulaklar arasındaki mesafe, gözle üst dudak arasındaki, burnun altı ile çene 4 arasındaki mesafe altın oran içermektedir. Kollar: Kolumuzun üst bölümünün alt bölüme oranı altın oranı verir. Mısır Piramitleri: Her bir piramitin tabanının yüksekliğine oranı altın oranı veriyor. Çam Kozalağı: Çam kozalağındaki taneler kozalağın altındaki sabit bir noktadan kozalağın tepesindeki başka bir sabit noktaya doğru spiraller oluşturarak çıkarlar. Eğrinin eğrilik açısı altın orandır. Tütün Bitkisi: Tütün Bitkisinin yapraklarının dizilişinde bir eğrilik söz konusudur. Bu eğriliğin tanjantı altın orandır. Eğrelti Otu: Tütün Bitkisindeki eğriliğin tanjantı altın orana eşittir. Doğada Fibonacci sayılarının nasıl karşımıza çıktığını inceleyelim; Bir bitkinin sapındaki yaprakların, bir ağacın dallarının düzeninde her zaman altın oran kuralı vardır. Yapraklardan biri başlangıç noktası olarak alındığında, bundan başlayarak yukarıya doğru (aşağıya doğru da olabilir) sayılırsa (aynı hizada birden fazla yaprak olabileceği düşünülürse dönme işlemi yapılabilir) farklı bitkiler için farklı sayılar bulunabilir ancak bunların tek ortak özellikleri Fibonacci sayıları olmalarıdır. Bir papatyanın yaprak sayılarının da 21,34,55,89 yani Fibonacci sayılarını verdiği bilinir. Tüm bunların şaşırtıcı sonuçlarını gördükten sonra birkaç ayrıntıya değinmek gerekirse; Altın Oran’ı sanatta ve mimaride oldukça fazla görmekteyiz. Aynı zamanda resimde, müzik notlarında, şiir, ekonomi gibi birçok alanda altın oran bulunmaktadır. [3-25] Tanım 1.1.1. Fn Fibonacci sayı dizisi; {0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,…} şeklindedir. Bu sayı dizisinin her bir elemanına “Fibonacci Sayısı” denir. Fn sayılarının 2. mertebeden lineer rekürans bağıntısı; 5 Fn1 Fn Fn1 , n 1 F0 0 , F1 1 (1.1.1) şeklinde tanımlanır. Bazı Fibonacci sayıları; n 0 1 2 3 4 5 6 7 … Fn 0 1 1 2 3 5 8 13 … şeklinde verilebilir. Fn Fibonacci sayıları için Binet Formülü aşağıdaki gibi tanımlanır: Fn 1 n1 ( n1 ) , n 0,1,2,... 5 (1.1.2) Burada 1 5 1 5 ve 2 2 dir. Fibonacci sayılarının ayrıca 1 1 1 1 Tn 1 Rnxn 1 1 1 1 1 özel tridiagonal matris formunun determinantı ile bağlantılı olduğu da bilinmektedir [4]. 6 1.2. Fibonacci Sayıları İle İlgili Özdeşlikler Aşağıda bu çalışma için gerekli olan birtakım özdeşlikler verilmiştir [3]. 1) (Cassini’s Formülü) Fn1.Fn1 Fn 2 (1) n1 2) (Fibonacci Binet Formülü) Fn 0 ve 0 olmak üzere, n n Fn Fn2 3) n 1 n 1 F2n2 Fn1 4) (d’Ocagne Özdeşliği) Fm Fn1 Fn Fm1 (1)n Fmn 5) (Honsberger Formülü) Fnm Fn1Fm Fn Fm1 1.3. Lucas Sayıları Fibonacci rekürans bağıntısı kullanılarak, farklı başlangıç koşulları altında, yeni sayı dizileri elde edilebilir. Tanım 1.3.1. Ln , Lucas sayıları; Ln Ln1 Ln2 , n 2,3,... L0 2, L1 1 (1.3.1) şeklinde tanımlanır. Lucas sayıları için Binet Formülü; Ln n n , n 0,1,... (1.3.2) 7 şeklinde tanımlanır. Daha sonra Lucas sayıları ile Fibonacci sayılarının Ln Fn Fn2 F2n1 Fn1 formülü ile bağlantılı olduğunu görürüz [4, 24]. 1.4. Lucas Sayıları İle İlgili Özdeşlikler Bu bölümde yararlanacağımız bazı özdeşlikler aşağıda verilmiştir [3,5]. 1) n 2 için L2n1 L2n Ln1Ln2 2) (Lucas Binet Formülü) n 1 için Ln n n 3) L2n Ln1Ln1 5.(1)n 4) L2n L2n 2(1)n 1.5. Fibonacci Sayıları ile Lucas Sayıları Arasındaki Özdeşlikler [3] 1) n 1 için Fn1 Fn1 Ln 2) n 2 için 3) Ln1 Ln1 5Fn 4) F2n Fn Ln 5) 5Fn2 L2n 4(1)n Fn2 Fn2 Ln (1.3.3) 8 6) m n olmak üzere 2Fmn Fm Ln Fn Lm 1.6. k-Fibonacci Sayıları k-Fibonacci sayıları, Fibonacci sayılarının bir genelleştirilmesi olup Falco’n ve Plaza tarafından geliştirilmiştir. Bu kısımda k-Fibonacci sayıları konusunda yararlandığımız tanım ve özdeşlikleri ele alacağız. Tanım 1.3.1. (Falco’n ve Plaza, 2007, [9]) Her k 0 reel sayısı için; Fk ,n1 kFk ,n Fk ,n1 , n 1 Fk ,0 0 , Fk ,1 1 (1.6.1) denklemi sabit katsayılı ikinci mertebeden bir fark denklemi olup karakteristik denklemi; r 2 kr 1 0 şeklindedir. r1 ve r2 ; r1 r2 olacak şekilde karakteristik denklemin kökleri olmak üzere; r1 k k2 4 2 ve olup bu iki kökten hareketle; r1 r2 k r1.r2 1 r1 r2 k 2 4 r12 r2 2 k 2 2 eşitlikleri elde edilir. r2 k k2 4 2 9 k-Fibonacci sayıları için Binet Formülü aşağıdaki gibi tanımlanır: Fk ,n F k ,n n r1n r2 n , r1 r2 n 0,1, 2, ... (1.6.2) k-Fibonacci dizisinde; k 1 alınırsa F1,n n k 2 alınırsa F2,n n Fn n 0,1,1,2,3,5,8,... Fibonacci dizisi Pn n 0,1,2,5,12,29,70,... Pell dizisi elde edilir. 1.7. k-Fibonacci Sayıları İçin Özdeşlikler [3] 1) (Falco’n ve Plaza , 2007 , [9]) Fk ,nr Fk ,nr Fk2,n (1) nr 1 Fk2,r 2) (Falcon ve Plaza , 2007 , [9]) Fk ,rs Fk ,r1Fk ,s Fk ,r Fk ,s1 3) (Falcon ve Plaza , 2007 [9]) m n olmak üzere Fk ,m Fk ,n1 Fk ,m1Fk ,n (1) n Fk ,mn 4) 5) 6) Fk ,n1 Fk ,n1 Fk ,2n Fk ,n (1.7.1) n n Fk ,2n k i Fk ,i i 0 i (1.7.2) (Falco’n ve Plaza , 2007 , [9]) Fk2,n Fk ,n1Fk ,n1 (1) n1 (1.7.3) 10 1.8. k-Lucas Sayıları Tanım 1.8.1. Her k 0 reel sayısı için; Lk ,n1 kLk ,n Lk ,n1 , n 1 Lk ,0 2 , Lk ,1 1 (1.8.1) denklemi sabit katsayılı ikinci mertebeden bir fark denklemi olup karakteristik denklemi; r 2 kr 1 0 şeklindedir. r1 ve r2 ; r1 r2 olacak şekilde karakteristik denklemin kökleri olmak üzere; r1 k k2 4 2 r2 ve k k2 4 2 olup bu iki kökten hareketle; r1 r2 k r1.r2 1 r1 r2 k 2 4 r12 r2 2 k 2 2 eşitlikleri elde edilir. k-Lucas sayısı için Binet benzeri formül aşağıdaki gibi tanımlanmıştır: Teorem 1.8.1. X 2 r1 2 r2 , Y r2 r1 Xr1n Yr2 n Lk ,n r1 r2 dir. olmak üzere, (1.8.2) 11 L k ,n n k-Lucas dizisinde; k 1 alınırsa L1,n n Fn n 2,1,3,4,7,11,18,29,... Lucas dizisi elde edilir [3]. 1.9. k-Lucas Sayıları İçin Özdeşlikler Bu bölümde araştırmamızda kullanacağımız k-Lucas sayıları ile alakalı bazı özdeşliklere yer verilmiştir [3]. 1) Lk ,n1Lk ,n1 L2k ,n (1) n1 (2k 3) 2) Lk ,nr Lk ,nr L2k ,n (1) nr (2k 3).Fk2,r 3) Lk ,m Lk ,n1 Lk ,m1Lk ,n XY (1) n Fk ,mn 1.10. k-Fibonacci Sayılarının Yeni Bir Ailesi Tanım 1.10.1. (k-Fibonacci Sayılar) [4] n ve k (k 0) doğal sayılar olsun. Bu takdirde n mk r ( 0 r k ) olacak şekilde m ve r sayıları bulunur. Bu parametreleri kullanarak Fn(k ) , genelleştirilmiş k- Fibonacci sayıları Fn( k ) 1 ( m2 m2 )r .( m1 m1 )k r , n mk r k ( 5) (1.10.1) şeklinde tanımlanır. k 1 durumu göz önüne alındığında 0 r 1 olacağından r 0 ve m n bulunur. Bu durumda F (1) 4 n n0 0,1,1,2,3 alışılmış Fibonacci sayıları olan Fn elde edilir. 12 Yeni ailenin k 2,3 için sayı farklı sayı dizileri aşağıdaki şekildedir: F F ( 2) 6 n n0 0,0,1,1,1,2,4 (3) 6 n n0 0,0,0,1,1,1,1 Tanım 1.10.1 ve (1.10.1) denkleminden genelleştirilmiş k-Fibonacci ve Fibonacci sayıları arasındaki Fn(k ) (Fm )k r .(Fm1)r , n mk r (1.10.2) bağıntısı elde edilir. Teorem 1.10.1. k , m1,2,3,... olsun. k, m sabit sayıları için genelleştirilmiş kFibonacci sayıları ve alışılmış Fibonacci sayıları arasında; k 1 i) k 1 (k ) 1) Fmk i (1)k 1.Fm .F((mk1)( k 1) i (1) i i 0 k 1 ( k ) 1) ( k 1) Fmk i Fm .F((mk2)( k 1) Fm .( Fm2 ) i i 0 k 1 ii) k 1 iii) F i 0 (k ) mk i Fm F (Fm1 )k (Fm )k m F((mk)1)k Fmk(k ) Fm1 Fm1 eşitlikleri bulunur. İspat: i) k 1 k 1 i k 1 ( k ) ( k 1) ( 1) F ( 1) (1)k 1i ( Fm )k i .( Fm1)i i mk i i 0 i 0 i k 1 k 1 k 1 k 1i i .( Fm ) .( Fm1 ) i = (1)k 1.Fm (1)k 1i i 0 k 1 .(Fm )k 1i .( Fm1 )i i 0 i k 1 = (1)k 1.Fm = (1)k 1.Fm.(Fm1 Fm )k 1 13 = (1)k 1.Fm.(Fm1)k 1 1) = (1)k 1.Fm.F((mk1)( k 1) ii) Benzer yolla, k 1 ( k ) k 1 k 1 k i i i Fmk i i (Fm ) .( Fm1 ) i 0 i 0 k 1 = Fmk( k) i (Fm )k i .( Fm1 )i ( ((1.10.2) denkleminden) Fm1 i ) .(Fm )k Fm = Fm.(Fm1 Fm )k 1 (binomial teoremini kullanarak) = Fm.(Fm2 )k 1 1) = Fm .F((mk2)( k 1) iii) Fmk( k) i (Fm )k i .( Fm1 )i ( (r=0 için (1.10.2) denkleminden) Fm1 i ) .(Fm )k Fm eşitliğinden faydalanarak; k 1 k 1 k 1 i 0 i 0 i 0 Fmk(k) i (Fm )k i .(Fm1)i ( k 1 Fm1 i F ) .(Fm )k (Fm )k ( m1 )i Fm Fm i 0 Fm1 k ) 1 Fm k ) = ( Fm ) .( Fm1 1 Fm ( (Fm1 )k (Fm )k Fm = (Fm ) . . k (Fm ) Fm1 Fm k = Fm [( F )k ( Fm )k ] Fm1 m1 = Fm ( F((mk)1) k Fmkk ) Fm1 Fibonacci sayılarının özel tridiagonal matrislerin determinantlarından da elde edildiğini biliyoruz. Benzer şekilde, genelleştrilmiş k-Fibonacci sayıları, özel bir kTridiagonal matrisin determinantından da elde edilebilir. Yani, k-Tridiagonal matrisin formu, 14 Tn( k ) 0 d1 0 d2 0 0 bk 1 0 0 bk 2 0 0 0 0 a1 0 0 a2 dn k 0 0 0 0 0 bn dnk 1 0 dn k 2 0 0 ank 0 0 dn 0 0 0 olsun. Bu durumda; d1 ... dn a1 ... ank 1 ve bk 1 .... bn 1 için 1, n k Fn( k ) (k ) det Tn , n k 1 elde ederiz. Tn( k ) matrisindeki ai elemanının i=1, 2, 3, …, n-k değerlerinin her biri için sütun sayısının (k+i) olduğuna dikkat etmeliyiz. Ayrıca Tn( k ) matrisinde di ve ai elemanlarının arasında da (k-1) tane sıfır elemanı olduğuna dikkat etmeliyiz. Sonuç olarak k=1 için iyi bilinen tridiagonal matris elde edilir. Teorem 1.10.2. k=2 için yeni aile n 0, s 0 ve n s 1 olduğunda; F2((2)ns1) F(ns) .F(ns2) (1)ns1 bağıntısı elde edilir. 1 1 formunda Fibonacci matrisi olsun. Daha sonra C matrisi ve (1.10.2) 1 0 İspat: C denkleminden 15 F Fns Fns1 F F F0 C. ns1 ns2 C ns1 1 C n s F ns1 Fns2 Fns2 Fns3 F0 F1 elde edilir. Her iki tarafın determinantı alınırsa; Fns .Fns2 (Fns1)2 (1)ns elde edilir. (Fns1 )2 F2((2)ns1) olduğunu k=2 ve r=0 için (1.10.2) denkleminden elde ederiz. F2((2)ns1) Fns .Fns2 (1)ns1 olup böylece ispat tamamlanmış olur. Teorem 1.10.3. Fn(2) ve Gn(2) üreteç fonksiyonu için (2) (2) i) Fn(2) Fn(2) 1 Fn3 Fn4 , ii) Gn(2) ( x) n=4,5,… 1 1 x x3 x4 eşitlikleri verilebilir. İspat: i) Öncelikle n sayısının çift sayı olması durumunu inceleyeceğiz. (2) (2) (2) F2(2) m F2m1 F2m3 F2m4 yukarıdaki denklemin doğruluğunu göstermek için; 2 F2(2) m (Fm ) (1.10.3) 16 F2(2) m1 Fm.Fm1 (1.10.4) eşitliklerinden yararlanacağız. Bu bağıntılar Tanım 1.10.1 den kolaylıkla elde edilir. 2 F2(2) m (Fm ) = Fm .( Fm1 Fm2 ) = Fm1.Fm Fm2 .Fm = Fm1.Fm Fm2 .(Fm1 Fm2 ) = Fm1.Fm Fm2.Fm1 (Fm2 )2 (2) (2) = F2(2) m1 F2m3 F2m4 Benzer şekilde, n sayısının tek sayı olması durumu için inceleyeceğiz. Yani; (2) (2) (2) F2(2) m1 F2m F2m2 F2m3 Yukarıdaki denklemin doğruluğunu göstermek için sol kısmını yazalım: F2(2) m1 Fm.Fm1 Fm.(Fm Fm1 ) (Fm )2 Fm .Fm1 (Fm )2 Fm1 (Fm1 Fm2 ) (Fm )2 ( Fm1 )2 Fm1.Fm2 (2) (2) F2(2) m F2m2 F2m3 olup ispat tamamlanmış olur. ii) Gn(2) ( x) Fn(2) .xn (1.10.5) n 0 olsun. n x.Gn(2) ( x) Fn(2) 1 .x n1 (1.10.6) 17 n x3.Gn(2) ( x) Fn(2) 3 .x (1.10.7) n3 n x4 .Gn(2) ( x) Fn(2) 4 .x (1.10.8) n4 (1.10.5) (1.10.6) (1.10.7) (1.10.8) işlemini ve Teorem 1.10.3’ ü kullanarak; (1 x x3 x4 ).Gn(2) (x) (F0(2) F1(2) x F2(2) x2 F3(2) x3 ) (F0(2) x F1(2) x2 F2(2) x3 ) (F0(2) x3 ) (2) (2) n ( Fn(2) Fn(2) 1 Fn3 Fn4 ) x n 4 = (1 x x2 2x3 ) ( x x2 x3 ) x3 0 =1 Gn(2) ( x) 1 1 x x3 x4 denklemi elde edilip ispat tamamlanmış olur. (2) (2) F2(2) m1 F2m F2m1 rekürans bağıntısını kolayca elde edebiliriz. Burada n=2m+1 sayısının tek sayı olduğuna dikkat etmeliyiz. Benzer şekilde n=2m durumunda da (2) 2m F (2) F2(2) m1 F2 m2 1 , m tek (2) (2) F2m1 F2m2 , m çift elde ederiz. (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (i) Fn(3) Fn(3) , n 7 1 Fn2 Fn3 Fn4 Fn5 Fn6 Fn7 Fn8 18 (ii) Gn(3) 1 x2 1 x x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 ile verilen Fn(3) ün üreteç fonksiyonu Gn(3) ( x) ve rekürans bağıntısını Teorem 1.10.3.’ ün ispatına benzer bir yolla gösterebiliriz. Burada F(3) 1 0 olduğuna dikkat etmeliyiz. Daha genel haliyle, k=1,2,… için F(1k ) 0 olması durumuna dikkat etmeliyiz. k=4, 5, … için Fn(k ) yeni ailesinin üreteç fonksiyonu ve rekürans bağıntılarını ifade edecğiz. (i, j). elemanları Fi ( j ) olan A matrisi A Fi ( j ) ise 1i , j n 1 , n tek det A 1 , n çift olur. k n 1 olduğunda m r 1 olup Fn(n1) 2 olduğunu kolayca gösteririz. 1.11. k-Fibonacci Sayılarının Yeni Ailesine Ait Bazı Özdeşlikler Son olarak bu teoremlerin dışında ispatları verilmeden bazı özdeşlikleri sıralayalım[4]: 19 (2) 2F2(2) n 1 F2 n F2 n 1 n (2) F2(2) n F2 n2 F2 n 1 F2i 1 i 1 n (2) F2(2) n 2 F2 n2 F2 n1 1 F2i i 1 ni 1 F2(2) .F2(2) , i 1, 2,..., n n Fni .Fni (1) i 2 Fn1.Fn1 1 , n tek 2 F2(2) n ( Fn ) Fn1.Fn1 1 , n çift (3) (3) F3(3) n3 F3n F3n 3 F3n 2 1 2L ( Ln1 )2 F2(2) n 5 2 n2 F4(2) n1 Ln1.Fn .F2 n 1 2 F2(2) n2 Fn .Fn2 ( Ln1.Ln1 ( Ln ) ) 5 20 1.12. k-Lucas Sayılarının Yeni Ailesi Tanım 1.12.1. (k-Lucas Sayılar) [4] n ve k (k 0) doğal sayılar olsun. Bu takdirde n mk r (0 r k ) olacak şekilde m ve r sayıları bulunur. Bu parametreleri kullanarak L(kn ) , genelleştirilmiş k- Lucas sayıları L(nk ) ( m1 m1 )r ( m m )k r (1.12.1) şeklinde tanımlanır. k 1 durumu göz önüne alındığında 0 r 1 olacağından r 0 ve m n bulunur. Bu durumda L (1) 4 n n0 2,1,3,4,7 olup alışılmış Lucas sayıları olan Ln elde edilir. Yeni ailenin k=2,3 değerleri için aşağıdaki sayı dizileri elde edilir: L L ( 2) 7 n n0 4,2,1,3,9,12,16,28 (3) 7 n n0 8,4,2,1,3,9,27,36 Tanım 1.6.1 ve (1.6.1) denkleminden genelleştirilmiş k-Lucas ve Lucas sayıları arasında L(nk ) (Lm1 )r (Lm )k r , n mk r (1.12.2) bağıntısı yazılabilir. Teorem 1.11.1. k , m1,2,3,... olsun. k, m sabit sayıları için genelleştirilmiş k-Lucas sayıları ve alışılmış Lucas sayıları arasında; 21 k 1 i) k 1 ( k ) Lm ki (1)k 1 Lm L((km11))(k 1) i (1) i i 0 k 1 ( k ) Lm ki Lm L((km12) )(k 1) Lm (Lm2 ) k 1 i i 0 k 1 ii) k 1 iii) L i 0 (k ) m ki Lm L [(Lm1 )k (Lm )k ] m [L((km)1)k L(mk )k ] Lm1 Lm1 eşitlikleri bulunur. İspat: i) k 1 k 1 i k 1 ( k ) k (Lm ) k i (Lm1 )i ( 1 ) L ( 1 ) (1) k 1i i m ki i 0 i 0 i k 1 k 1 k 1 ( Lm ) k 1i ( Lm1 )i (1) k 1 Lm (1) k 1i i i 0 k 1 k 1 (Lm1 )i (Lm ) k 1i (1) k 1 Lm i 0 i (1)k 1 Lm (Lm1 Lm )k 1 (Binomial Teoreminden) (1)k 1 Lm (Lm1 )k 1 (1) k 1 Lm L((km11))(k 1) (r 0 için) k 1 ( k ) k 1 k 1 Lm ki ( Lm ) k i ( Lm1 )i i 0 i i 0 i k 1 ii) k 1 k 1 (Lm ) k 1i (Lm1 )i Lm i i 0 Lm (Lm Lm1 )k 1 Lm (Lm2 )k 1 Lm L((km12) )(k 1) iii) (r 0 için) Benzer yolla , k 1 L i 0 (k ) m ki k 1 ( Lm1 )i ( Lm ) k i i 0 ((1.12.2) denkleminden) 22 i L m1 ( Lm ) k i 0 Lm k 1 L ( Lm ) m1 i 0 Lm k 1 i k L k m1 1 L ( Lm ) k m Lm1 1 Lm [(Lm1 ) k ( Lm ) k ] Lm ( Lm ) . k Lm1 Lm ( Lm ) k Lm [(L ) k ( Lm ) k ] Lm1 m1 Lm ( k ) [L L(mk k) ] Lm1 ( m1) k (r=0 için (1.12.2) denkleminden) Teorem 1.11.2. k=2 için yeni aile n 0, s 0 ve n s 1 olduğunda; L(22()ns1) L(ns ) L(ns2) 5.(1) ns1 bağıntısı elde edilir. 1 1 formunda Lucas matrisi olsun. Daha sonra C matrisi ve (1.12.2) 1 0 İspat: C denkleminden Lns Lns1 L C ns1 Lns1 Lns2 Lns2 Lns2 L C ns1 1 Lns3 L0 L0 1 2 C ns1 L1 2 1 elde ederiz. Her iki tarafın determinantını alırsak; Lns Lns2 (Lns1 )2 (5).(1)ns1 Lns Lns2 (Lns1 )2 5.(1)ns elde ederiz. 23 (Lns1 ) 2 L(22()ns1) olduğunu k=2 ve r=0 için (1.12.2) denkleminden elde ederiz. L(22()ns1) Lns Lns2 5.(1) ns1 olup ispat tamamlanmış olur. Teorem 1.11.3. L(n2) ve Gn(2) için i) L(n2) L(n2)1 L(n2)3 L(n2)4 , ii) Gn(2) n= 4, 5, … 4 2x x 2 2x3 1 x x3 x 4 eşitlikleri verilebilir. İspat: i) Öncelikle n sayısının çift sayı olması durumunu inceleyeceğiz. L(22m) L(22m) 1 L(22m) 3 L(22m) 4 yukarıdaki denklemin doğruluğunu göstermek için; L(22m) (Lm )2 (1.11.3) L(22m) 1 Lm Lm1 (1.11.4) şeklinde iki bağıntıyı kullanacağız. Bu bağıntılar Tanım 1.11.1 den kolayca elde edilir. L(22m) (Lm )2 Lm (Lm1 Lm2 ) 24 Lm Lm1 Lm Lm2 Lm Lm1 Lm2 (Lm1 Lm2 ) Lm Lm1 Lm1Lm2 (Lm2 )2 L(22m) 1 L(22m) 3 L(22m) 4 ((1.12.2) denkleminden) Benzer şekilde, n sayısının tek sayı olması durumu için inceleyeceğiz. Yani; L(22m) 1 L(22m) L(22m) 2 L(22m) 3 Yukarıdaki denklemin doğruluğunu göstermek için sol kısmını yazalım: L(22m) 1 Lm Lm1 Lm (Lm Lm1 ) (Lm )2 Lm Lm1 (Lm )2 Lm1 (Lm1 Lm2 ) (Lm )2 (Lm1 )2 Lm1Lm2 L(22m) L(22m) 2 L(22m) 3 olup ispat tamamlanmış olur. ii) Gn( 2) ( x) L(n2) x n (1.11.5) n0 olsun. Teorem(1.12.3) ün (i) bağıntısından xGn( 2) ( x) L(n2)1 x n (1.11.6) n1 x 3Gn( 2) ( x) L(n2)3 x n (1.11.7) n3 x 4Gn( 2) ( x) L(n2)4 x n (1.11.8) n 4 (1.11.5) (1.11.6) (1.11.7) (1.11.8) işlemini ve Teorem 1.12.3’ ü kullanarak; 25 (1 x x3 x4 )Gn(2) (x) (L(02) L1(2) x L(22) x2 L(32) x3 ) (L(02) x L1(2) x2 L(22) x3 L(02) x3 ) ( L(n2) L(n2)1 L(n2)3 L(n2)4 ) x n n4 (1 x x3 x4 )Gn(2) (x) (4 2x x2 3x3 ) (4x 2x2 x3 4x3 ) (1 x x3 x4 )Gn(2) (x) 4 2x x2 2x3 Gn(2) ( x) 4 2x x 2 2x 3 1 x x3 x 4 olup ispat tamamlanmış olur. L(22m) 1 L(22m) L(22m) 1 rekürans bağıntısını kolayca elde edebiliriz. Burada n=2m+1 sayısının tek sayı olduğuna dikkat etmeliyiz. Benzer şekilde n=2m durumunda da L( 2) L( 2) 5 , m tek ise L(22m) (22m) 1 (22m) 2 L2m1 L2m2 5 , m çift ise bağıntısı elde edilir. 2. k-FİBONACCİ SAYILARININ FARKLI YENİ BİR AİLESİ Tanım 2.1. n, s (s 0) ve k (k 0) doğal sayılar olsun. Bu takdirde n mk r (0 r k ) olacak şekilde m ve r sayıları bulunur. Bu parametreleri kullanarak Fs(,kn) k-Fibonacci sayıları; Fs(,kn) 1 (r1m1 r2m1 ) r (r1m r2m ) k r , n mk r (0 r k ) k (r1 r2 ) şeklinde tanımlanır. Yeni ailenin k 1,2,3 için sayılarını aşağıdaki gibi buluruz: k 1 durumu göz önüne alındığında n m r ve 0 r 1 olup n 0 için 0 m r olup m 0 , r 0 (2.1.1) 26 Fs(,10) n 1 için 1 m r olup m 1 , r 0 Fs(,11) 1 (r13 r2 3 ) 0 (r12 r22 ) s r1 r2 n 3 için 3 m r olup m 3 , r 0 Fs(,13) 1 (r12 r2 2 ) 0 (r1 r2 ) 1 r1 r2 n 2 için 2 m r olup m 2 , r 0 Fs(,12) 1 (r r ) 0 (r 0 r20 ) 0 r1 r2 1 2 1 1 (r14 r2 4 ) 0 (r13 r23 ) s 2 1 r1 r2 n 4 için 4 m r olup m 4 , r 0 Fs(,14) 1 (r15 r2 5 ) 0 (r14 r24 ) s 3 2s r1 r2 F (1) 4 s,n n0 0,1, s, s 2 1, s 3 2s olup alışılmış k-Fibonacci sayıları elde edilir. Yani s 1 için 0,1,1,2,3,... Fibonacci sayıları ve s 2 için 0,1,2,5,12,... Pell dizisi elde edilir. k 2 durumu göz önüne alındığında n 2m r ve 0 r 2 olup n 0 için 0 2m r olup m 0 , r 0 Fs(,20) 1 (r1 r2 ) 0 (r10 r20 ) 2 0 (r1 r2 ) 2 n 1 için 1 2m r olup m 1 , r 1 27 Fs(,12) n 2 için 2 2m r olup m 1 , r 0 Fs(,22) 1 (r 2 r2 2 ) 0 (r1 r2 ) 2 1 2 1 (r1 r2 ) n 3 için 3 2m r olup m 1 , r 1 Fs(,23) 1 (r1 r2 )(r10 r2 0 ) 0 2 (r1 r2 ) 1 (r 2 r2 2 )(r1 r2 ) s 2 1 (r1 r2 ) n 4 için 4 2m r olup m 2 , r 0 Fs(,24) 1 (r 3 r2 3 ) 0 (r12 r22 ) 2 s 2 2 1 (r1 r2 ) F ( 2) 6 s,n n0 0,0,1, s, s 2 , s3 s, s 4 2s 2 1 Yeni ailenin k 3 için aşağıdaki sayı dizisi elde edilir: F (3) 4 s,n n0 0,0,0,1, s, s 2 , s3 , s 4 s 2 (1.6.2) ve (2.1.1) denklemlerinden hareketle; Fs(,kn) (Fs,m1 ) r (Fs,m ) k r , n mk r (0 r k ) (2.1.2) bağıntısını elde ederiz. Teorem 2.1. k, m 1,2,3,... olsun. k, m sabit sayıları için k-Fibonacci sayılarının yeni ailesi ile alışılmış Fibonacci sayıları arasında; k 1 i) (1) s i i 0 k 1i k 1 ( k ) Fs,m ki (1) k 1.Fs,m .Fs(,(km1)1)(k 1) i 28 k 1 i ( k ) s Fs,m ki Fs,m .(Fs,m2 ) k 1 Fs,m Fs(,(km1)2)(k 1) i i 0 k 1 ii) k 1 iii) s i 0 İspat: i) i Fs(,km)ki s1k k 1 (1) s i k 1i i 0 Fs,m F (Fs,m1 ) k (sFs,m ) k s1k s,m Fs(,(km)1) k sFs(,km)k Fs,m1 Fs,m1 k 1 k 1 ( k ) k 1 Fs,m ki (1) k 1 (1) k 1i s k 1i (Fs,m1 )i (Fs,m ) k i i 0 i i k 1 k 1 ( Fs,m1 ) i (s) k 1i ( Fs,m ) k 1i (1) k 1 Fs,m i 0 i k 1 k 1 (Fs,m1 )i (sFs,m ) k 1i (1) k 1 Fs,m i i 0 (1) k 1 Fs,m (Fs,m1 sFs,m ) k 1 (Binomial teo.) (1) k 1 Fs,m (Fs,m1 ) k 1 (1) k 1 Fs,m Fs(,(km1)1)(k 1) r 0 için k 1 k 1 k 1 i ( k ) i i k i s F i s,m ki i s ( Fs,m1 ) ( Fs,m ) i 0 i 0 k 1 ii) k 1 k 1 (sFs,m1 ) i ( Fs,m ) k 1i Fs,m i 0 i Fs,m (sFS ,m1 Fs,m ) k 1 (Binomial teoreminden) Fs,m (Fs,m2 ) k 1 Fs,m Fs(,(km1)2)(k 1) k 1 iii) s i 0 i k 1 Fs(,km)ki s i ( Fs,m1 )i ( Fs,m ) k i i 0 i F s,m1 ( Fs,m ) k i 0 sFs ,m k 1 F ( Fs,m ) s,m1 i 0 sFs ,m k 1 k i (r=0 için) 29 k F s , m 1 1 sFs,m k ( Fs,m ) Fs ,m1 1 sFs,m s1k Fs,m (Fs,m1 ) k (sFs,m ) k Fs,m1 s1k Fs,m (k ) Fs,(m1)k s k Fs(,km)k Fs,m1 Teorem 2.2. k 2 için yeni aile n 0 , t 0 , n t 1 olduğunda; Fs(,22)(nt 1) Fs,nt Fs,nt 2 (1) nt (2.1.3) dır. s 1 formunda k-Fibonacci matrisi olsun. Daha sonra C matrisi ve 1 0 İspat: C tanımdan hareketle Fs,nt Fs,nt 1 F C s,nt 1 Fs,nt 1 Fs,nt 2 Fs,nt 2 Fs,nt 2 F C nt 1 s,1 Fs,nt 3 Fs,0 Fs,0 Fs, 1 olup her iki tarafın determinantını alırsak; ( Fs,nt 1 ) 2 Fs,nt Fs,nt 2 (1) nt Fs(,22)(nt 1) Fs,nt Fs,nt 2 (1)nt eşitlikleri elde edilir. Teorem 2.3. Fs(,n2) için Gs(,n2) için i) Fs(,2n) sFs(,2n)1 sFs(,2n)3 Fs(,2n)4 , n 4,5,... (r=0 için) 30 ii) Gs(,2n) x2 1 sx sx3 x 4 İspat: i) Öncelikle n sayısının çift sayı olması durumunu inceleyeceğiz: n 2m için; Fs(,22)m sFs(,22)m1 sFs(,22)m3 Fs(,22)m4 olduğunu gösterelim: Fs(,22)m ( Fs,m ) 2 Fs,m (sFs,m1 Fs,m2 ) sFs,m1Fs,m Fs,m2 Fs,m sFs,m1Fs,m Fs,m2 (sFs,m1Fs,m2 ) sFs,m1 Fs,m sFs,m2 Fs,m1 (Fs,m2 ) 2 sFs(,22)m1 sFs(,22)m3 Fs(,22)m4 Benzer şekilde n sayısının tek olması durumunu inceleyelim: n 2m 1 için; Fs(,22)m1 sFs(,22)m sFs(,22)m2 Fs(,22)m3 olduğunu gösterelim: Fs(,22)m1 (Fs,m1 )(Fs,m ) Fs,m (sFs,m Fs,m1 ) s(Fs,m ) 2 Fs,m1 Fs,m s(Fs,m ) 2 Fs,m1 (sFs,m1 Fs,m2 ) s(Fs,m ) 2 s(Fs,m1 ) 2 Fs,m1 Fs,m2 sFs(,22)m sFs(,22)m2 Fs(,22)m3 31 Gs(,2n) ( x) Fs(,2n) x n ii) n0 sxGs(,2n) ( x) s Fs(,2n)1 x n n1 sx3Gs(,2n) ( x) s Fs(,2n)3 x n n3 x 4Gs(,2n) ( x) Fs(,2n)4 x n n 4 (1 sx sx3 x 4 )Gs(,2n) ( x) (Fs(,2n) sFs(,2n) 1 sFs(,2n) 3 Fs(,2n) 4 ) x n n 4 (0 0x 1x 2 sx3 ) (s0x s0x 2 sx3 s0x3 ) x2 Gs(,2n) ( x) x2 1 sx sx3 x 4 olup ispat tamamlanmış olur. Fs(,22)m1 sFs(,22)m Fs(,22)m1 olup burada n 2m 1 in tek sayı olduğuna dikkat etmeliyiz. Fs(,22)m1 Fs,m Fs,m1 Fs,m (sFs,m Fs,m1 ) s(Fs,m ) 2 Fs,m1Fs,m sFs(,22)m Fs(,22)m1 Benzer şekilde n 2m durumunda da; sF ( 2) Fs(,22)m2 1 , m tek Fs(,22)m s(,22)m1 ( 2) sFs,2m1 Fs,2m2 1 , m çift 32 bağıntısı elde edilir. Fs(,22)m Fs,m1Fs,m1 (1) m1 Fs(,22)m Fs,m1Fs,m1 (1) m1 Fs(,22)m Fs,m1 (sFs,m Fs,m1 ) (1) m1 Fs(,22)m sFs,m1Fs,m (Fs,m1 ) 2 (1) m1 m tek sayı ise; Fs(,22)m sFs,m1Fs,m (Fs,m1 )2 1 m çift sayı ise; Fs(,22)m sFs,m1Fs,m (Fs,m1 )2 1 2.1. k-Fibonacci Sayılarının Farklı Yeni Ailesine Ait Bazı Özdeşlikler 1) 2Fs(,22)n1 Fs(,22)n Fs,n Ls,n İspat: 2Fs(,22)n1 Fs(,22)n 2Fs,n Fs,n1 Fs,n Fs,n Fs,n (2Fs,n1 Fs,n ) Fs,n Ls,n (Ls,n 2Fs,n1 Fs,n olduğu Binet Formülünden açıktır.) 2) 2Fs(,22)n1 sFs(,22)n Fs,2n İspat: 2Fs(,22)n1 sFs(,22)n 2Fs,n1Fs,n sFs,n Fs,n Fs,n (2Fs,n1 sFs,n ) Fs,n (Fs,n1 Fs,n1 sFs,n ) Fs,n (Fs,n1 Fs,n1 ) 33 Fs,n Fs,2n Fs,n Fs,2n n i 0 i n 3) Fs(,22)n2 Fs(,22)n2 sFs, 2n s i 1 Fs,i İspat: Fs(,22)n2 Fs(,22)n2 (Fs,n1 ) 2 (Fs,n1 ) 2 (Fs,n1 Fs,n1 )(Fs,n1 Fs,n1 ) sFs,n Fs, 2n Fs,n sFs,2n n n s i1Fs,i i 0 i Fs,n1 Fs,n1 1 , n tek ise Fs,n1 Fs,n1 1 , n çift ise 4) Fs(,22)n ( Fs,n ) 2 İspat: Fs2,n Fs,n1Fs,n1 (1)n1 (r 0 için) Fs(,22)n Fs,n1Fs,n1 (1) n1 Fs(,22)n Fs,n1Fs,n1 (1) n1 Fs,n1Fs,n1 1 , n tek ise Fs(,22)n (Fs,n ) 2 Fs,n1Fs,n1 1 , n çift ise 5) Fs(,22)n Fs,nr Fs,nr (1) nr Fs(,22)r İspat: (Fs,n ) 2 Fs,nr Fs,nr (1) nr Fs2,r Fs(,22)n Fs,nr Fs,nr (1) nr Fs(,22)r (r=0 için) 34 6) Fs(,22)n Fs(,22)n2 Fs,2n1 İspat: Fs(,22)n Fs(,22)n2 (Fs,n ) 2 (Fs,n1 ) 2 ( r1n r2n 2 r1n1 r2n1 2 ) ( ) (Binet Formülü’nden) r1 r2 r1 r2 r12n1 r22n1 r1 r2 Fs,2n1 3. k-LUCAS SAYILARININ FARKLI YENİ BİR AİLESİ Tanım 3.1. n, s (s 0) ve k (k 0) doğal sayılar olsun. Bu takdirde n mk r (0 r k ) olacak şekilde m ve r sayıları bulunur. Bu parametreleri kullanarak L(sk,n) kLucas sayıları; L(sk,n) 1 ( Xr1m1 Yr2m1 ) r ( Xr1m Yr2m ) k r , n mk r (0 r k ) (r1 r2 ) k şeklinde tanımlanır. k 1 durumu göz önüne alındığında n m r ve 0 r 1 olup n 0 için 0 m r olup m 0 , r 0 L(s1,)0 n 1 için 1 m r olup m 1 , r 0 L(s1,1) 1 ( Xr1 Yr2 ) 0 ( Xr10 Yr20 ) 2 r1 r2 1 ( Xr12 Yr2 2 ) 0 ( Xr1 Yr2 ) 1 r1 r2 n 2 için 2 m r olup m 2 , r 0 L(s1,)2 1 ( Xr13 Yr2 3 ) 0 ( Xr12 Yr22 ) s 2 r1 r2 (3.1.1) 35 n 3 için 3 m r olup m 3 , r 0 L(s1,)3 1 ( Xr14 Yr2 4 ) 0 ( Xr13 Yr23 ) s 2 2s 1 r1 r2 n 4 için 4 m r olup m 4 , r 0 L(s1,)4 1 ( Xr15 Yr2 5 ) 0 ( Xr14 Yr24 ) s 3 2s 2 2s 2 r1 r2 L (1) 4 s,n n0 2,1, s 2, s 2 2s 1, s 3 2s 2 2s 2 Yeni ailenin k 2 ve k 3 için Lucas sayıları benzer şekilde bulunur: L L ( 2) 4 s,n n0 4,2,1, s 2, s 2 4s 4 (3) 4 s,n n0 8,4,2,1, s 2 (1.4.2) ve (3.1.1) denklemlerinden hareketle L(sk,n) (Ls,m1 ) r (Ls,m ) k r , n mk r , (0 r k ) (3.1.2) bağıntısını elde ederiz. Teorem 3.1. k, m 1,2,3,... olsun. k, m sabit sayıları için k-Lucas sayılarının yeni ailesi ile alışılmış Lucas sayıları arasında; k 1 i) (1) s i k 1i i 0 k 1 ( k ) Ls,m ki (1) k 1.Ls,m .L(sk,(m1)1)(k 1) i k 1 i ( k ) s Ls,m ki Ls,m .(Ls,m2 ) k 1 Ls,m L(sk,(m1)2)(k 1) i i 0 k 1 ii) k 1 iii) s i 0 i ( k ) s ,m ki L s1k Ls,m L (Ls,m1 ) k (sLs,m ) k s1k s,m L(sk,()m1) k sL(sk,m) k Ls,m1 Ls,m1 36 İspat: i) k 1 (1) s i k 1i i 0 k 1 k 1 ( k ) k 1 Ls,m ki (1) k 1 (1) k 1i s k 1i (Ls,m1 )i (Ls,m ) k i i 0 i i k 1 k 1 ( Ls,m1 )i (s) k 1i ( Ls,m ) k 1i (1) k 1 Ls,m i 0 i k 1 k 1 ( Ls,m1 )i (sLs,m ) k 1i (1) k 1 Ls,m i i 0 (1) k 1 Ls,m (Ls,m1 sLs,m ) k 1 (Binomial teo.) (1) k 1 Ls,m (Ls,m1 ) k 1 (1) k 1 Ls,m L(sk,(m1)1)(k 1) r 0 k 1 k 1 k 1 i ( k ) i i k i s L i s,m ki i s (Ls,m1 ) (Ls,m ) i 0 i 0 k 1 ii) k 1 k 1 (sLs,m1 ) i ( Ls,m ) k 1i Ls,m i i 0 Ls,m (sLS ,m1 Ls,m ) k 1 (Binomial teoreminden) Ls,m (Ls,m2 ) k 1 Ls,m L(sk,(m1)2)(k 1) k 1 iii) s i 0 i ( k ) s ,m ki L k 1 s i (Ls,m1 )i (Ls,m ) k i i 0 i L s,m1 ( Ls,m ) k i 0 sLs ,m k 1 L ( Ls,m ) s,m1 i 0 sLs ,m k 1 i k k L s,m1 1 sLs,m ( Ls,m ) k Ls,m1 1 sLs,m (r=0 için) için 37 s1k Ls,m (Ls,m1 ) k (sLs,m ) k Ls,m1 s1k Ls,m (k ) Ls,(m1)k s k L(sk,m) k Ls,m1 Teorem 3.2. k 2 için yeni aile n 0 , t 0 , n t 1 olduğunda; L(s2,2) (nt 1) Ls,nt Ls,nt 2 (1) nt 1 (2s 3) (3.1.3) dır. s 1 formunda k-Lucas matrisi olsun. Daha sonra C matrisi ve k-Lucas 1 0 İspat: C sayılarının tanımından hareketle Ls,nt Ls,nt 1 L C s,nt 1 Ls,nt 1 Ls,nt 2 Ls,nt 2 Ls,nt 2 L C nt 1 s,1 Ls,nt 3 Ls,0 olup her iki tarafın determinantını alırsak; (Ls,nt 1 ) 2 Ls,nt Ls,nt 2 (1) nt 1 (2s 3) L(s2,2) (nt 1) Ls,nt Ls,nt 2 (1) nt 1 (2s 3) eşitlikleri elde edilir. Teorem 3.2. L(s2,n) ve Gs(,n2) üreteç fonksiyonu için; i) L(s2,n) sL(s2,n) 1 sL(s2,n) 3 L(s2,n) 4 , n 4,5,... ii) Gs(,2n) (2 4s) x3 (1 2s) x 2 (2 4s) x 4 1 sx sx3 x 4 Ls,0 Ls,1 38 şeklindedir. İspat: i) Öncelikle n sayısının çift sayı olması durumunu inceleyeceğiz: n 2m için; L(s2,2) m sL(s2,2) m1 sL(s2,2) m3 L(s2,2) m4 olduğunu gösterelim: L(s2,2) m (Ls,m ) 2 Ls,m (sLs,m1 Ls,m2 ) sLs,m1Ls,m Ls,m2 Ls,m sLs,m1Ls,m Ls,m2 (sLs,m1Ls,m2 ) sLs,m1Ls,m sLs,m2 Ls,m1 (Ls,m2 ) 2 sL(s2,2) m1 sL(s2,2) m3 L(s2,2) m4 Benzer şekilde n sayısının tek olması durumunu inceleyelim: n 2m 1 için; L(s2,2) m1 sL(s2,2) m sL(s2,2) m2 L(s2,2) m3 olduğunu gösterelim: L(s2,2) m1 (Ls,m1 )(Ls,m ) Ls,m (sLs,m Ls,m1 ) s(Ls,m ) 2 Ls,m1 Ls,m s(Ls,m ) 2 Ls,m1 (sLs,m1 Ls,m2 ) s(Ls,m ) 2 s(Ls,m1 ) 2 Ls,m1 Ls,m2 sL(s2,2) m sL(s2,2) m2 L(s2,2) m3 39 ii) Gs(,2n) ( x) L(s2,n) x n n0 sxGs(,2n) ( x) s L(s2,n) 1 x n n1 sx3Gs(,2n) ( x) s L(s2,n) 3 x n n3 x 4Gs(,2n) ( x) L(s2,n) 4 x n n 4 (1 sx sx3 x 4 )Gs(,2n) ( x) (L(s2,n) sL(s2,n) 1 sL(s2,n) 3 L(s2,n) 4 ) x n n4 (4 2x x 2 sx3 2x3 ) (4sx 2sx2 sx3 4sx3 ) (2 4s) x3 (1 2s) x 2 (2 4s) x 4 Gs(,2n) ( x) (2 4s) x3 (1 2s) x 2 (2 4s) x 4 1 sx sx3 x 4 olup ispat tamamlanmış olur. L(s2,2) m1 sL(s2,2) m L(s2,2) m1 olup burada n 2m 1 in tek sayı olduğuna dikkat etmeliyiz. L(s2,2) m1 Ls,m Ls,m1 Ls,m (sLs,m Ls,m1 ) s(Ls,m ) 2 Ls,m Ls,m1 sL(s2,2) m L(s2,2) m1 Benzer şekilde n 2m durumunda da; ( 2) s , 2m L sL(s2,2) m1 L(s2,2) m2 (2s 3) , m tek ise ( 2) ( 2) sLs,2m1 Ls,2m2 (2s 3) , m çiftise bağıntısını elde ederiz. 40 m in tek olması durumunu inceleyelim: L(s2,2) m Ls,m1 Ls,m1 (1) m (2s 3) L(s2,2) m Ls, m1Ls, m1 (1)m (2s 3) L(s2,2) m Ls,m1 (sLs,m Ls,m1 ) (1) m (2s 3) L(s2,2) m sLs,m1 Ls,m (Ls,m1 ) 2 (1) m (2s 3) L(s2,2) m sL(s2,2) m1 L(s2,2) m2 (1) m (2s 3) olup m tek olduğundan; L(s2,2) m sL(s2,2) m1 L(s2,2) m2 (2s 3) m in çift olması durumunda ise; L(s2,2) m sL(s2,2) m1 L(s2,2) m2 (2s 3) olur. 3.1. k-Lucas Sayılarının Yeni Ailesine Ait Bazı Özdeşlikler 1) Ls,n1 Ls,n1 (2s 3) , n tek ise L(s2, 2) n (Ls,n ) 2 Ls,n1 Ls,n1 (2s 3) , n çift ise İspat: L2s,n Ls,n1 Ls,n1 (1) n (2s 3) bağıntısından faydalanarak L2s,n Ls,n1 Ls,n1 (1) n (2s 3) L(s2,2) n Ls,n1 Ls,n1 (1) n (2s 3) 41 eşitliğinden Ls,n1 Ls,n1 (2s 3) , n tek ise L(s2, 2) n (Ls,n ) 2 Ls,n1 Ls,n1 (2s 3) , n çift ise 2) L(s2,2) n Ls,nr Ls,nr (2s 3)(1) nr 1 Fs(,22)r İspat: L2s,2n Ls,nr Ls,nr (2s 3)(1) nr 1 Fs2,2r bağıntısını kullanarak; L(s2,2) n Ls,nr Ls,nr (2s 3)(1) nr 1 Fs(,22)r elde ederiz. (r=0 için) 42 4. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 4.1. Sonuçlar Bu çalışmada k-Fibonacci and k-Lucas sayılarının yeni bir ailesi tanımlandı ve kFibonacci, k-Lucas sayılarından faydalanılarak yeni aile hakkında bazı teorem ve özdeşlikler elde edildi. Ayrıca bu ailenin tanımından yararlanarak bir takım sonuçlara varıldı. 4.2. Öneriler Bulunan bu yeni aile başlangıç değerleri genelleştirilerek genel teorem ve özdeşlikler elde edilebilir. 43 KAYNAKLAR Akçağıl Ş., 2005, Fibonacci Sayıları ve Altın Oran, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir. [2] Akbulak M., Bozkurt D., 2009, On the Order-m Generalized Fibonacci k-Numbers, Chaos Solitons and Fractals, 42, 1347-1355. [3] Bolat C., 2008, k-Fibonacci, k-Lucas Sayılarının Özellikleri ve Uygulamaları, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya. [4] El-Mikkawy M. and Sogabe T., 2010, A new family of k-Fibonacci numbers, Applied Mathematics and Computation, 215, 4456-4461. [5] Falcon S., Plaza A., 2007, On the Fibonacci k-Numbers, Chaos, Solitons & Fractals, 32(2), 1615-1624. [6] Falcon S. and Plaza A., 2007, the k-Fibonacci sequence and the Pascal 2- triangle, Chaos, Solitons & Fractals , 33, 38-49. [7] Falcon S. and Plaza A., 2009, On k-Fibonacci numbers of arithmetic indexes, Applied Mathematics and Computation, 208, 180-185. [8] Falcon S., 2011, On the k-Lucas Numbers, Int. J. Contemp. Math. Sciences, Vol. 6, no. 21, 1039 – 1050. [9] Grabowski A., Wojtecki P., 2004, Lucas Numbers and Generalized Fibonacci Numbers, Form. Math., 12 , 329-334. [10] Karaduman E., 2005, On determinants of matrices with general Fibonacci numbers Entries, Appl. Math. Comput, 167, 670-676. [11] Kilic E., 2008, The Binet Formula, Sums and Representations of Generalized Fibonacci p-Numbers, Eur. J. Combin, 29, 701-711. [12] Kilic E., The generalized order k-Fibonacci–Pell sequence by matrix methods, 2007, Journal of Computational and Applied Mathematics, 209, 133-145. [13] Kilic E., Tasci D., 2008, Generalized order-k Fibonacci and Lucas Numbers, Rocky Montain J. Math. 38, 1991-2008. [14] Koshy T., 2001, Fibonacci and Lucas Numbers with Applications, John Wiley and Sons Inc. NY. [15] Nalli A., Civciv H., 2009, A generalized of Tridiagonal Matrix Determinants, Fibonacci and Lucas Numbers, Chaos Solitons and Fractals, 40, 355-361. [16] Öcal A., Tuglu N., Altinişik E., 2005, On the representation of k-generalized Fibonacci and k-Lucas numbers, Applied Mathematics and Computation, 170, 584-596. [17] Stanimirovic P. S., Nikolov J., Stanimirovic I., 2008, A generalization of Fibonacci and Lucas matrices, Discrete Appl. Math., 156, 2606-2619. [18] Uslu K., Taskara N., Kose H., 2011, The Generalized k-Fibonacci and k-Lucas Numbers, Ars Combinatoria, 99, 25-32. [19] Vajda S., 1989, Fibonacci and Lucas Numbers and The Golden Section, Ellis Horwood Limited, Chicester, England. [20] Yang S. L., 2008, On the k-generalized Fibonacci Numbers and High-Order Linear Recurrence Relations, Appl. Math. Comput., 196, 850-857. [21] Yilmaz N., Yazlik Y., Taskara N., 2012, On the k-Generalized Fibonacci Numbers. [22] Yosma Z., 2008, Fibonacci ve Lucas Sayıları, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya. [23] http:// mathworld.wolfram.com / FibonacciNumber.html. [24] http:// mathworld.wolfram.com / LucasSequence.html. [1] 44 [25] http:// www.bilgiustam.com/fibonacci sayilari-ve-altin-oran-nedir. 45 ÖZGEÇMİŞ KİŞİSEL BİLGİLER Adı Soyadı Uyruğu Doğum Yeri ve Tarihi Telefon Faks e-mail : : : : : : Ayşe ATALAY T.C. ANKARA – 03.02.1988 05078361106 sandy_place@hotmail.com EĞİTİM Derece Lise : Üniversite : Yüksek Lisans : Doktora : Adı, İlçe, İl Aydınlıkevler Lisesi, Keçiören, Ankara Selçuk Üniversitesi, Selçuklu, Konya Selçuk Üniversitesi, Selçuklu, Konya Bitirme Yılı 2005 2010 - İŞ DENEYİMLERİ Yıl 2012 Kurum Gaziantep Mimar Sinan Lisesi Görevi Öğretmen UZMANLIK ALANI: Matematik YABANCI DİLLER : İngilizce BELİRTMEK İSTEĞİNİZ DİĞER ÖZELLİKLER YAYINLAR : New families of s-Fibonacci and s-Lucas numbers, Ayse Atalay, Kemal Uslu, Havva Gökkaya, Selcuk Journal of Applied Mathematics, In press.
© Copyright 2024 Paperzz