パズル万華鏡

面白いパズルの紹介と解説をします。

フィボナッチ数が現れる問題(7)の解

フィボナッチ数が現れる問題(7)の解答例を示します。

 

(7)の解

●n=5の場合

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 1または3が末尾に現れる数字列の長さは奇数、2または4が末尾に現れる数字列の長さは偶数であることがわかる。

そこで、

  1で終わる長さ2m-1の文字列の個数をA(2m-1)
  2で終わる長さ2mの文字列の個数をB(2m)
  3で終わる長さ2m-1の文字列の個数をC(2m-1)
  4で終わる長さ2mの文字列の個数をD(2m) 

とすると、つぎの関係式が成り立つ。


 1で終わる長さ2m-1の文字列の末尾から2番目の数字は2となることから
  A(2m-1) = B(2m-2)
が導ける。

 2で終わる長さ2mの文字列の末尾から2番目の数字は1または3となることから
  B(2m) = A(2m-1) + C(2m-1)
が導ける。

 3で終わる長さ2m-1の文字列の末尾から2番目の数字は2または4となることから
  C(2m-1) = B(2m-2) + D(2m-2)
が導ける。

 4で終わる長さ2mの文字列の末尾から2番目の数字は3となることから
  D(2m) = C(2m-1)
が導ける。

奇数、偶数の長さでまとめると、つぎの関係式が成り立つ。

  A(2m-1)+C(2m-1) = B(2m-2)+{B(2m-2)+D(2m-2)}
           = {A(2m-3)+C(2m-3)}+{B(2m-2)+D(2m-2)}

  B(2m)+D(2m) = {A(2m-1)+C(2m-1)}+C(2m-1)
         ={A(2m-1)+C(2m-1)}+{B(2m-2)+D(2m-2)}

そこで、

  g(2m-1) = A(2m-1) + C(2m-1)
  g(2m) = B(2m) + D(2m)

と定義すると、

  g(2m-1) = g(2m-3) + g(2m-2) (m≧2)
  g(2m) = g(2m-1) + g(2m-2) (m≧2)
  g(1)=1, g(2)=1

が導ける。整理すると、

  g(n) = g(n-1) + g(n-2) (n≧3)
  g(1)=1, g(2)=1

となる。

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