뤼카 다항식: 두 판 사이의 차이

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[[수학]]에서, '''루카스 다항식'''({{llang|en|Lucas polynomials}})은 [[에두아르 뤼카]]의 이름을 딴 [[다항식]]열이다. [[피보나치 다항식]]과 [[점화식]]이 같다. '''루카스 수'''({{llang|en|Lucas numbers, Lucas series}})는 루카스 다항식에 1을 대입하여 얻는 [[정수열]]이다. [[피보나치 수]]와 점화식이 같다.
루카스 넘버(Lucas Number,루카스 수) <math>L_n</math>
 
== 정의 ==
루카스 넘버가 속한 일반적인 계열의 [[루카스 수열]](루카스 시퀸스)과 혼동해서는 안된다 .
제2종 [[루카스 수열]]을 <math>V_n(P,Q)</math>로 쓰자.
 
=== 루카스 다항식 ===
루카스 수 또는 루카스 급수(시리즈)는 수학자 [[에두아르 뤼카|프랑수아 에두아르 아나 톨레 루카스]](1842-91)의 이름을 따서 명명한 상수로, 루카스는 [[루카스 수열]]의 그 시퀸스와 밀접하게 관련된 [[피보나치 수]]를 연구했다.
'''루카스 다항식''' <math>L_n(x)</math>은 <math>V_n(2,x)</math>와 같다. 즉, 다음과 같이 정의된다.
:<math>L_0(x)=2</math>
:<math>L_1(x)=x</math>
:<math>L_n(x)=xL_{n-1}(x)+L_{n-2}(x)</math>
 
=== 루카스 수 ===
루카스 수와 피보나치 수는 루카스 수열의 보완적인 상수값 인스턴스를 형성한다.
'''루카스 수''' <math>L_n</math>은 <math>L_n(1)</math>와 같다. 즉, 다음과 같이 정의된다.
:<math>L_0=2</math>
:<math>L_1=1</math>
:<math>L_n=L_{n-1}+L_{n-2}</math>
처음 몇 루카스 수는 다음과 같다.
:2, 1, 3, 4, 7, 11, 18, 29, 47, 76, 123, 199, 322, 521, 843, ... {{OEIS|A000032}}
위 점화식을 음수 <math>n</math>에게도 적용하여 루카스 수를 확장할 수 있다. 이 경우 0번째, -1번째, ... 루카스 수는 다음과 같다.
:1, 2, -1, 3, -4, 7, -11, 18, -29, 47, -76, 123, -199, 322, -521, ... {{OEIS|A061084}}
 
== 성질 ==
즉, 루카스 수와 피보나치 수는 루카스 수열에서 서로 보완적으로 작동함으로서 그러한 인스턴스를 통해 상보성을 형성한다.
=== 일반항 ===
루카스 다항식의 [[일반항]]은 다음과 같다.
:<math>L_n(x)=\left(\frac{x+\sqrt{x^2+4}}2\right)^n+\left(\frac{x-\sqrt{x^2+4}}2\right)^n
=\sum_{k=0}^{\lfloor n/2\rfloor}\frac n{n-k}\frac{(n-k)!}{k!(n-2k)!}x^{n-k}</math>
여기서 <math>\lfloor-\rfloor</math>는 [[바닥 함수]]이다. 특히 루카스 수의 일반항은 다음과 같다.
:<math>L_n=\lfloor\varphi^n+1/2\rfloor=\varphi^n+(-\varphi)^{-n}=\left(\frac{1+\sqrt5}2\right)^n+\left(\frac{1-\sqrt5}2\right)^n</math>
여기서 <math>\varphi</math>는 [[황금비]]이다.
 
=== 항등식 ===
다음과 같은 [[항등식]]이 성립한다.
:<math>L_{-n}=(-1)^nL_n</math>
 
=== 생성 함수 ===
루카스 다항식의 [[생성 함수]]는 다음과 같다.
:<math>\sum_{n=0}^\infty L_n(t)x^n=\frac{1+x^2}{1-tx-x^2}</math>
특히 루카스 수의 생성 함수는 다음과 같다.
:<math>\sum_{n=0}^\infty L_nx^n=\frac{1+x^2}{1-x-x^2}</math>
 
=== 루카스 소수 ===
'''루카스 소수'''({{llang|en|prime Lucas numbers}})는 다음과 같다.
:2, 3, 7, 11, 29, 47, 199, 521, 2207, 3571, 9349, 3010349, 54018521, 370248451, 6643838879, ... {{OEIS|A000032}}
루카스 소수의 첨수는 다음과 같다.
:0, 2, 4, 5, 7, 8, 11, 13, 16, 17, 19, 31, 37, 41, 47, ... {{OEIS|A001606}}
루카스 소수의 첨수는 항상 0이거나 [[소수 (수론)|소수]]이거나 [[2의 거듭제곱]]이다. 루카스 소수가 무한히 많다는 추측이 있다.<ref>{{웹 인용|제목=The Prime Glossary: Lucas prime|url=http://primes.utm.edu/glossary/page.php?sort=LucasPrime|웹사이트=The Prime Pages}}</ref>
 
== 역사 ==
[[프랑스]] 수학자 [[에두아르 뤼카]]의 이름을 땄다.
 
 
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: <math>L_{-n}=(-1)^nL_n \!</math>
 
==함께보기 같이 보기 ==
* [[피보나치 수]]
*[[알틴 상수]]
*[[펠 수]]
 
==참고 각주 ==
{{각주}}
* {{springer|title=Lucas polynomials|id=p/l130120}}
* ([[매스월드]])http://mathworld.wolfram.com/LucasNumber.html
* {{매스월드| urlname=LucasPolynomial | title=Lucas Polynomial}}
* [http://www.mcs.surrey.ac.uk/Personal/R.Knott/Fibonacci/lucasNbs.html Dr Ron Knott]
* [http://milan.milanovic.org/math/english/lucas/lucas.html Lucas numbers and the Golden Section]
* [http://www.plenilune.pwp.blueyonder.co.uk/fibonacci-calculator.asp A Lucas Number Calculator can be found here.]
* ([[OEIS]] A000032) http://oeis.org/a000032 Lucas Numbers in the On-Line Encyclopedia of Integer Sequences.
 
== 외부 링크 ==
* {{springereom|title=Lucas polynomials|id=p/l130120}}
* {{매스월드| urlnameid=LucasPolynomial | title=Lucas Polynomialpolynomial}}
* {{매스월드|id=LucasNumber|title=Lucas number}}
* {{웹 인용|성=Knott|이름=Dr Ron|제목=The Lucas Numbers|url=http://www.mcs.surrey.ac.uk/Personal/R.Knott/Fibonacci/lucasNbs.html|보존url=https://web.archive.org/web/20051126021243/http://www.mcs.surrey.ac.uk/Personal/R.Knott/Fibonacci/lucasNbs.html|보존날짜=2005-11-26|언어=en}}
* {{웹 인용|성=Jovanovic|이름=Radoslav|제목=Lucas numbers and the Golden Section|url=http://milan.milanovic.org/math/english/lucas/lucas.html|보존url=https://web.archive.org/web/20051030021553/http://milan.milanovic.org/math/english/lucas/lucas.html|보존날짜=2005-10-30|언어=en}}
* {{웹 인용|제목=Calculators for Fibonacci and other Sequences|url=http://www.plenilune.pwp.blueyonder.co.uk/fibonacci-calculator.asp|보존url=https://web.archive.org/web/20070216024906/http://www.plenilune.pwp.blueyonder.co.uk/fibonacci-calculator.asp|보존날짜=2007-02-16|언어=en}}
 
[[분류:수학 상수정수열]]
[[분류:L-함수피보나치 수]]