• 漸化式

    yn=xn-k  と置き換えることで、式を簡略化できないか?、と考えて、



    右辺の分子の定数項(xnを含まない項)を0にすれば、両辺の逆数を取ることによって、
    an+1=pan+q    型の漸化式
    に変形できそうである!

    これは、xに関する2次方程式
      ・・・(1)
    の解、α,βをkとして選べばよいことを意味する。「解と係数の関係」より
      ・・・(2)
    このようなkに対して、両辺の逆数を取ると、


    これは、以下のように置き換えると、


    となっていて、確かに、an+1=pan+q    型の漸化式であり、解くことが出来る。



  • 以下、まず、k=α、として計算してみる。αとβは入れ替え可能であるから、k=βの場合も同じ結果が得られることが予想される。、
      とおくと、

    逆数をとって、


    さらに、    と置き換えると、

    これは、以下のように、定数γを定めることで、等比数列に変形できる。



    ここでの変形には、(2)の第1式を用いた。


    さらに、    と置き換えて、


    順次、戻していくと、







    ここで、ふたたび(2)第1式より、


    こうして、一般項が得られた。予想通り、この式は、αとβを入れ替えても、まったく同じ式である。



  • ところで、2次方程式(1)は、次のように見ることもできる。

    に対して、分数関数    と、  y=x  との交点を与える方程式、

    を考えると、

    となり、xについての2次方程式
      ・・・(1)
    が得られる。こうして「世間」では、xn+1=xn=x  と「見た」式を、この漸化式の「特性方程式」と呼んでいるのである。



  • 次に、(1)の解、α、βを用いて、次式の左辺のような形を作ってみると、




    ここで、(2)より、

    であるから、

    であるから、となり、これは等比数列であることがわかる。したがって、

    ここから、xnを解いて、








    同じ結果が得られた。
























  • xnの一般項を、次のようにおく。

    行列    に対して、    であることを示す。
    1. n=1のとき、

      n=2のとき、
    2. n=kに対して、    と仮定すると、

      となり、n=k+1に対しても成り立つ。
      よってi,iiより、任意の自然数nに対して、    であることが示された。