О некоторых фибономиальных тождествах
Т. П. Гой Прикарпатский национальный университет имени Василия Стефаныка (Украина)
Аннотация:
Фибиномиальное тождество — это тождество, сочетающее числа Фибоначчи с биномиальными или мультиномиальными коэффициентами.
В этой статье для получение новых фибиномиальных тождеств мы используем семейства определителей и перманентов нижних матриц Хессенберга специального вида
(так называемых матриц Теплица-Хессенберга, т.е. матриц порядка
$n\times n$ вида
$H_n=(h_{ij})$, где
$h_{ij}=0$ для всех
$j>i+1$,
$h_{ij}=a_{i-j+1}$ и
$a_{i,i+1}=2$),
элементами которых являются числа Фибоначчи
$F_n$ с последовательными, четными и нечетными индексами.
Полученные формулы для детерминантов и перманентов могут быть записаны как тождества, включающие суммы произведений чисел Фибоначчи и мультиномиальные коэффициенты.
Например, для всех
$n\geq1$ имеет место тождество
$$
\sum_{s_1+2s_2+\cdots+ns_n=n}(-1)^{s_1+\cdots+s_n}{s_1+\cdots+s_n\choose s_1,\ldots, s_n}\left(\frac{F_2}{2}\right)^{s_1}\left(\frac{F_4}{2}\right)^{s_2}\cdots\left(\frac{F_{2n}}{2}\right)^{s_n}=
\frac{1-4^n}{3\cdot 2^n},
$$
где ${s_1+\cdots+s_n\choose s_1,\ldots, s_n}=\frac{(s_1+\cdots+s_n)!}{s_1!\cdots s_n!}$ – мультиномиальный коэффмцмент, а суммирование производится по всем целым
$s_i\geq0$,
удовлетворяющих уравнению
$s_1+2s_2+\cdots+ns_n=n$.
Использование определителей матриц Теплица-Гессенберга позволило нам, в частности, получить формулы, устанавливающие связь между числами Фибоначчи и числами Якобсталя, Пелля, Пелля-Люка.
Ключевые слова:
последовательность Фибоначчи, фибиномиальное тождество, последовательность Якобсталя, последовательность Пелля, последовательность Пелля-Люка, матрица Хессенберга, матрица Теплица-Хессенберга, мультиномиальный коэффициент.
УДК:
511.176
Поступила в редакцию: 03.05.2018
Принята в печать: 17.08.2018
DOI:
10.22405/2226-8383-2018-19-2-56-66