पडोवन अनुक्रम

संख्या सिद्धांत में, पडोवन अनुक्रम प्रारंभिक मानों द्वारा परिभाषित पूर्णांक P(n) का अनुक्रम है|

$P(0)=P(1)=P(2)=1,$

और पुनरावृत्ति संबंध

$P(n)=P(n-2)+P(n-3).$

P(n) के पहले कुछ मान हैं

1, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 16, 21, 28, 37, 49, 65, 86, 114, 151, 200, 265, ... (sequence A000931 in the OEIS)

पाडोवन अभाज्य पाडोवन संख्या है जो कि यह अभाज्य संख्या है। प्रथम पदोवन अभाज्य हैं:

2, 3, 5, 7, 37, 151, 3329, 23833, 13091204281, 3093215881333057, 13630055524346660782174212846212799336271027808810533584 73, 1558877695141608507751098941899265975115403618621811951868598809164180630185566719, ... (sequence A100891 in the OEIS).

भुजाओं की लंबाई वाले समबाहु त्रिभुजों का सर्पिल जो पडोवन अनुक्रम का अनुसरण करता है।

पाडोवन अनुक्रम का नाम रिवेरिएबल ्ड पदोवन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने अपने 1994 के निबंध डोम में इसकी खोज का श्रेय नीदरलैंड के वास्तुकार हंस वान डेर लान को दिया था। हंस वैन डेर लान: आधुनिक आदिम में से हैं । तथा इस अनुक्रम का वर्णन इयान स्टीवर्ट (गणितज्ञ) ने जून 1996 में अपने वैज्ञानिक अमेरिकी कॉलम गणितीय सत्कार में किया था। उन्होंने इसके बारे में अपनी किताब, मैथ हिस्टीरिया: फन गेम्स विद मैथमेटिक्स में भी लिखा है।

इसके उपरोक्त परिभाषा इयान स्टीवर्ट और मैथवर्ल्ड द्वारा दी गई है। इस प्रकार अन्य स्रोत किसी भिन्न स्थान पर अनुक्रम प्रारंभ कर सकते हैं, ऐसी स्थिति में इस आलेख में कुछ पहचानों को उचित ऑफसेट के साथ समायोजित किया जाना चाहिए।

पुनरावृत्ति संबंध

सर्पिल में, प्रत्येक त्रिभुज दो अन्य के साथ भुजा साझा करता है जो इसका दृश्य प्रमाण देता है पडोवन अनुक्रम पुनरावृत्ति संबंध को भी संतुष्ट करता है

$P(n)=P(n-1)+P(n-5)$

इससे प्रारंभ करके परिभाषित पुनरावृत्ति और अन्य पुनरावृत्तियों की खोज की जाती है, कोई बार-बार $P(m)$ को $P(m-2)+P(m-3)$ से प्रतिस्थापित करके अनंत संख्या में पुनरावृत्तियां बना सकता है।

पेरिन स्यूडोप्राइम पाडोवन अनुक्रम के समान पुनरावृत्ति संबंधों को संतुष्ट करता है चूंकि इसमें अलग-अलग प्रारंभिक मान हैं।

पेरिन अनुक्रम को पडोवन अनुक्रम से प्राप्त किया जा सकता है

निम्नलिखित सूत्र:

$\mathrm {Perrin} (n)=P(n+1)+P(n-10).\,$

ऋणात्मक मापदंडों का विस्तार

पुनरावृत्ति संबंध द्वारा परिभाषित किसी भी अनुक्रम की तरह, m<0 के लिए पाडोवन संख्या P(m) को पुनरावृत्ति संबंध को फिर से लिखकर परिभाषित किया जा सकता है

$P(m)=P(m+3)-P(m+1),$

m = −1 से प्रारंभ करके और पीछे की ओर काम करते हुए, हम P(m) को नकारात्मक सूचकांक तक बढ़ाते हैं:

P−20

P−19

P−18

P−17

P−16

P−15

P−14

P−13

P−12

P−11

P−10

P−9

P−8

P−7

P−6

P−5

P−4

P−3

P−2

P−1

P0

P1

P2

7

−7

4

0

−3

4

−3

1

1

−2

2

−1

0

1

−1

1

0

0

1

0

1

1

1

शब्दों का योग

पदोवन अनुक्रम में पहले n पदों का योग P(n+5) से 2 कम है अर्थात।

$\sum _{m=0}^{n}P(m)=P(n+5)-2.$

वैकल्पिक पदों का योग प्रत्येक तीसरे पद का योग और प्रत्येक पांचवें पद का योग भी अनुक्रम के अन्य पदों से संबंधित हैं:

$\sum _{m=0}^{n}P(2m)=P(2n+3)-1$ OEIS: A077855

$\sum _{m=0}^{n}P(2m+1)=P(2n+4)-1$

$\sum _{m=0}^{n}P(3m)=P(3n+2)$ OEIS: A034943

$\sum _{m=0}^{n}P(3m+1)=P(3n+3)-1$

$\sum _{m=0}^{n}P(3m+2)=P(3n+4)-1$

$\sum _{m=0}^{n}P(5m)=P(5n+1).$ OEIS: A012772

पडोवन अनुक्रम में शब्दों के उत्पादों से जुड़े योग निम्नलिखित पहचान को संतुष्ट करते हैं:

$\sum _{m=0}^{n}P(m)^{2}=P(n+2)^{2}-P(n-1)^{2}-P(n-3)^{2}$

$\sum _{m=0}^{n}P(m)^{2}P(m+1)=P(n)P(n+1)P(n+2)$

$\sum _{m=0}^{n}P(m)P(m+2)=P(n+2)P(n+3)-1.$

अन्य पहचान

पडोवन अनुक्रम भी पहचान को संतुष्ट करता है

$P(n)^{2}-P(n+1)P(n-1)=P(-n-7).\,$

पदोवन अनुक्रम निम्नलिखित पहचान द्वारा द्विपद गुणांक के योग से संबंधित है:

$P(k-2)=\sum _{2m+n=k}{m \choose n}=\sum _{m=\lceil k/3\rceil }^{\lfloor k/2\rfloor }{m \choose k-2m}.$

उदाहरण के लिए, k = 12 के लिए, 2m + n = 12 के साथ जोड़ी (m, n) के लिए मान जो गैर-शून्य द्विपद गुणांक देते हैं (6, 0), (5, 2) और (4, 4) हैं। और:

${6 \choose 0}+{5 \choose 2}+{4 \choose 4}=1+10+1=12=P(10).\,$

बिनेट जैसा सूत्र

1/ के अनुपात में भुजाओं वाले त्रिभुजρ बंद सर्पिल बनाएं

पडोवन अनुक्रम संख्याओं को समीकरण के बहुपद की जड़ की शक्तियों के संदर्भ में लिखा जा सकता है

$x^{3}-x-1=0.\,$

इस समीकरण के 3 मूल हैं; वास्तविक संख्या मूल p (प्लास्टिक संख्या के रूप में जाना जाता है) और दो जटिल संयुग्मी मूल q और r इन तीन जड़ों को देखते हुए, पडोवन अनुक्रम को p, q और r   वाले सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

$P(n)=ap^{n}+bq^{n}+cr^{n}$

जहां a , b और c स्थिरांक हैं।

चूंकि जटिल संख्या जड़ों q और r दोनों का निरपेक्ष मान 1 से कम है (और इसलिए p पिसोट-विजयराघवन संख्या है), इन जड़ों की शक्तियां बड़े n के लिए अनुक्रम 0 की सीमा तय करती हैं और $P(n)-ap^{n}$ शून्य हो जाता है.

सभी के लिए $n\geq 0$, P(n) निकटतम पूर्णांक है ${\frac {p^{5}}{2p+3}}p^{n}$. वास्तव में, ${\frac {p^{5}}{2p+3}}$ उपरोक्त स्थिरांक a का मान है, जबकि b और c को क्रमशः p को q और r से प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जाता है।

पदोवन अनुक्रम में क्रमिक पदों का अनुपात p तक पहुँच जाता है, जिसका मान लगभग 1.324718 है। यह स्थिरांक पाडोवन अनुक्रम और पेरिन अनुक्रम के साथ वही संबंध रखता है जैसा कि स्वर्णिम अनुपात फाइबोनैचि अनुक्रम के साथ करता है।

संयुक्त व्याख्याएँ

• P(n) n + 2 को क्रमित योग के रूप में लिखने के विधियों की संख्या है जिसमें प्रत्येक पद या तो 2 या 3 है (अर्थात n + 2 की संरचना की संख्या (संख्या सिद्धांत) जिसमें प्रत्येक पद या तो 2 है या 3). उदाहरण के लिए, P(6) = 4, और 8 को 2s और 3s के क्रमबद्ध योग के रूप में लिखने के 4 विधि हैं:

2 + 2 + 2 + 2 ; 2 + 3 + 3 ; 3 + 2 + 3 ; 3 + 3 + 2

• n को क्रमित योग के रूप में लिखने के विधियों की संख्या जिसमें कोई पद 2 नहीं है, P(2n − 2) है। उदाहरण के लिए, p(6) = 4, और 4 को क्रमित योग के रूप में लिखने के 4 विधि हैं जिनमें कोई पद 2 नहीं है:

4 ; 1+3 ; 3 + 1 ; 1 + 1 + 1 + 1

• n को पैलिंड्रोमिक क्रमित योग के रूप में लिखने के विधियों की संख्या जिसमें कोई पद 2 नहीं है, P(n) है। उदाहरण के लिए, p(6) = 4, और 6 को पैलिंड्रोमिक क्रमित योग के रूप में लिखने के 4 विधि हैं जिसमें कोई भी पद 2 नहीं है:

6 ; 3 + 3 ; 1 + 4 + 1 ; 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1

• n को क्रमबद्ध योग के रूप में लिखने के विधियों की संख्या जिसमें प्रत्येक पद समता (गणित) है और 1 से अधिक P(n − 5) के समान है। उदाहरण के लिए, p(6) = 4, और 11 को क्रमबद्ध योग के रूप में लिखने के 4 विधि हैं जिनमें प्रत्येक पद विषम और 1 से बड़ा है:

11 ; 5 + 3 + 3 ; 3 + 5 + 3 ; 3 + 3 + 5

• n को क्रमबद्ध योग के रूप में लिखने के विधियों की संख्या जिसमें प्रत्येक पद 2 मॉड 3 के लिए मॉड्यूलर अंकगणित है, P(n − 4) के समान है। उदाहरण के लिए, p(6) = 4, और 10 को क्रमबद्ध योग के रूप में लिखने के 4 विधि हैं जिनमें प्रत्येक पद 2 मॉड 3 के सर्वांगसम है:

8 + 2 ; 2 + 8 ; 5+5 ; 2 + 2 + 2 + 2 + 2

कार्य उत्पन्न करना

पडोवन अनुक्रम का उत्पादक कार्य है

$G(P(n);x)={\frac {x+x^{2}}{1-x^{2}-x^{3}}}.$

इसका उपयोग ज्यामितीय श्रृंखला के साथ पडोवन अनुक्रम के उत्पादों से जुड़ी पहचान को सिद्ध करने के लिए किया जा सकता है, जैसे:

$\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {P(n)}{2^{n}}}={\frac {12}{5}}.$

$\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {P(n)}{\alpha ^{n}}}={\frac {\alpha ^{2}(\alpha +1)}{\alpha ^{3}-\alpha -1}}.$

सामान्यीकरण

फाइबोनैचि संख्याओं के समान जिसे बहुपद के सेट में सामान्यीकृत किया जा सकता है फाइबोनैचि बहुपद कहा जाता है, पडोवन अनुक्रम संख्याओं को सामान्यीकृत किया जा सकता है पडोवन बहुपद प्राप्त करें।

पडोवन एल प्रणाली

यदि हम निम्नलिखित सरल व्याकरण को परिभाषित करें:

वेरिएबल : A B C

स्थिरांक : कोई नहीं

प्रारंभ : A

नियम: (A → B), (B → C), (C → AB)

तब यह लिंडेनमेयर सिस्टम या एल-सिस्टम स्ट्रिंग्स का निम्नलिखित क्रम उत्पन्न करता है:

n = 0 : A

n = 1 : B

n = 2 : C

n = 3 : AB

n = 4 : BC

n = 5 : CAB

n = 6 : ABBC

n = 7 : BCCAB

n = 8 : CABABBC

और यदि हम प्रत्येक स्ट्रिंग की लंबाई गिनते हैं, तो हमें पडोवन संख्याएँ प्राप्त होती हैं:

1, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 5,...

साथ ही, यदि आप प्रत्येक स्ट्रिंग में As, Bs और Cs की संख्या गिनते हैं, तो nवीं स्ट्रिंग के लिए, आपके पास P(n - 5) As, P(n - 3) Bs और P(n - 4) Cs हैं। BB जोड़े और CC जोड़े की गिनती भी पडोवन संख्या है।

घनाकार सर्पिल

Main article: पडोवन घनाकार सर्पिल

3-आयामी घनाभ के सेट के कोनों को जोड़ने के आधार पर सर्पिल बनाया जा सकता है। यह पडोवन घनाकार सर्पिल है। इस सर्पिल की क्रमिक भुजाओं की लंबाई होती है पदोवन संख्याओं को 2 के वर्गमूल से गुणा किया गया।

पास्कल का त्रिकोण

एरव विल्सन ने अपने पेपर द स्केल्स ऑफ माउंट मेरू में पास्कल के त्रिकोण में कुछ विकर्णों को देखा (आरेख देखें) और उन्हें 1993 में कागज पर चित्रित किया जाता है । पाडोवन संख्याएं 1994 में खोजी गईं है जो पॉल बैरी (2004) ने दिखाया कि ये विकर्ण विकर्ण संख्याओं को जोड़कर पाडोवन अनुक्रम उत्पन्न करते हैं।

संदर्भ

• Ian Stewart, A Guide to Computer Dating (Feedback), Scientific American, Vol. 275, No. 5, November 1996, Pg. 118.

बाहरी संबंध

• OEIS sequence A000931 (Padovan sequence)
• A Padovan sequence calculator