Question Number 157695 by amin96 last updated on 26/Oct/21
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 26/Oct/21
$${x}^{\mathrm{16}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{16}} }=\left({x}^{\mathrm{8}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{8}} }\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}=\mathrm{2207} \\ $$$${x}^{\mathrm{8}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{8}} }=\sqrt{\mathrm{2209}}\:=\mathrm{47} \\ $$$${x}^{\mathrm{8}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{8}} }=\left({x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{4}} }\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}=\mathrm{47} \\ $$$${x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{4}} }=\sqrt{\mathrm{49}}\:=\mathrm{7} \\ $$$${x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{4}} }=\left({x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}=\mathrm{7} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }=\sqrt{\mathrm{9}}\:=\mathrm{3} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }=\left({x}+\frac{\mathrm{1}}{{x}}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}=\mathrm{3} \\ $$$${x}+\frac{\mathrm{1}}{{x}}=\sqrt{\mathrm{5}} \\ $$$$……. \\ $$$$….. \\ $$
Commented by amin96 last updated on 26/Oct/21
$$ \\ $$I know this sir . how will it be after ?
Commented by Rasheed.Sindhi last updated on 26/Oct/21
Very hard to continue further sir.I have done only easy part. :)
Answered by mr W last updated on 26/Oct/21
$$\left({x}^{\mathrm{8}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{8}} }\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{2209}=\mathrm{47}^{\mathrm{2}} \\ $$$${x}^{\mathrm{8}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{8}} }=\mathrm{47} \\ $$$$\left({x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{4}} }\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{49} \\ $$$${x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{4}} }=\mathrm{7} \\ $$$$\left({x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{9} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }=\mathrm{3} \\ $$$${let}\:{t}={x}^{\mathrm{2}} \\ $$$${t}+\frac{\mathrm{1}}{{t}}=\mathrm{3} \\ $$$${t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}{t}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$${p}_{{n}} ={t}^{{n}} +\frac{\mathrm{1}}{{t}^{{n}} }={x}^{\mathrm{2}{n}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}{n}} } \\ $$$${p}_{{n}+\mathrm{1}} =\mathrm{3}{p}_{{n}} −{p}_{{n}−\mathrm{1}} \\ $$$${r}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}{r}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$${r}_{\mathrm{1},\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{3}\pm\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}} \\ $$$${p}_{{n}} ={r}_{\mathrm{1}} ^{{n}} +{r}_{\mathrm{2}} ^{{n}} =\left(\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} +\left(\frac{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${a}_{{n}} =\left({x}^{{n}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{{n}} }\right)^{\mathrm{2}} ={x}^{\mathrm{2}{n}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}{n}} }+\mathrm{2}={p}_{{n}} +\mathrm{2} \\ $$$$\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{{m}=\mathrm{2021}} {\sum}}{a}_{{n}} =\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{{m}} {\sum}}\left({r}_{\mathrm{1}} ^{{n}} +{r}_{\mathrm{2}} ^{{n}} +\mathrm{2}\right) \\ $$$$=\frac{{r}_{\mathrm{1}} \left({r}_{\mathrm{1}} ^{{m}} −\mathrm{1}\right)}{{r}_{\mathrm{1}} −\mathrm{1}}+\frac{{r}_{\mathrm{2}} \left({r}_{\mathrm{2}} ^{{m}} −\mathrm{1}\right)}{{r}_{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}+\mathrm{2}{m} \\ $$$$=\frac{\left(\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)\left[\left(\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{m}} −\mathrm{1}\right]}{\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}−\mathrm{1}}+\frac{\left(\frac{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)\left[\left(\frac{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{m}} −\mathrm{1}\right]}{\frac{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}−\mathrm{1}}+\mathrm{2}{m} \\ $$$$=\frac{\left(\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}\right)\left[\left(\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{m}} −\mathrm{1}\right]}{\:\sqrt{\mathrm{5}}+\mathrm{1}}−\frac{\left(\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}\right)\left[\left(\frac{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{m}} −\mathrm{1}\right]}{\:\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{1}}+\mathrm{2}{m} \\ $$$$=\left(\frac{\sqrt{\mathrm{5}}+\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)\left(\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{m}} −\left(\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)\left(\frac{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{m}} +\mathrm{2}{m}−\mathrm{1} \\ $$
Answered by mindispower last updated on 26/Oct/21
$${U}_{{n}} ={x}^{{n}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{{n}} },{u}_{\mathrm{0}} =\mathrm{2},{u}_{\mathrm{1}} =\sqrt{\mathrm{5}} \\ $$$${U}_{{n}+\mathrm{1}} =\sqrt{\mathrm{5}}{U}_{{n}} −{U}_{{n}−\mathrm{1}} \\ $$$${X}^{\mathrm{2}} −\sqrt{\mathrm{5}}{X}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow{X}\in\left\{\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}},\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right\} \\ $$$${U}_{{n}} ={a}\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} +{b}\left(\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${a}+{b}=\mathrm{2},\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left({a}−{b}\right)+\frac{\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\left({a}+{b}\right)=\sqrt{\mathrm{5}} \\ $$$${a}={b}\Rightarrow{a}={b}=\mathrm{1} \\ $$$${U}_{{n}} =\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} +\left(\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${we}\:{want}\: \\ $$$$\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\mathrm{2207}} {\sum}}\left({U}_{\mathrm{2}{n}} +\mathrm{2}\right) \\ $$$$\mathrm{2}.\mathrm{2207}+\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\mathrm{2207}} {\sum}}{U}_{\mathrm{2}{n}} =\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} .\frac{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{4414}} }{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} }+\left(\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} .\frac{\mathrm{1}−\left(\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{4414}} }{\mathrm{1}−\left(\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} }+\mathrm{4414} \\ $$$$ \\ $$
Answered by Raxreedoroid last updated on 28/Oct/21
$$ \\ $$$${x}^{\mathrm{16}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{16}} }=\left({x}^{\mathrm{8}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{8}} }\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}=\mathrm{2207} \\ $$$${x}^{\mathrm{8}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{8}} }=\sqrt{\mathrm{2209}}\:=\mathrm{47} \\ $$$${x}^{\mathrm{8}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{8}} }=\left({x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{4}} }\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}=\mathrm{47} \\ $$$${x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{4}} }=\sqrt{\mathrm{49}}\:=\mathrm{7} \\ $$$${x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{4}} }=\left({x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}=\mathrm{7} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }=\sqrt{\mathrm{9}}\:=\mathrm{3} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }=\left({x}+\frac{\mathrm{1}}{{x}}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}=\mathrm{3} \\ $$$${x}+\frac{\mathrm{1}}{{x}}=\sqrt{\mathrm{5}} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} −{x}\sqrt{\mathrm{5}}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$${x}=\frac{\pm\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}=\varphi^{\pm\mathrm{1}} \\ $$$$\varphi^{{n}} =\varphi^{{n}−\mathrm{2}} +\varphi^{{n}−\mathrm{1}} \\ $$$$\varphi^{{n}} =\varphi^{{n}+\mathrm{2}} −\varphi^{{n}+\mathrm{1}} \\ $$$${S}=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\mathrm{2021}} {\sum}}\left(\varphi^{{n}} +\varphi^{−{n}} \right)^{\mathrm{2}} \\ $$$${S}=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\mathrm{2021}} {\sum}}\left(\varphi^{\mathrm{2}{n}} +\mathrm{2}+\varphi^{−\mathrm{2}{n}} \right) \\ $$$${S}=\frac{\left(\varphi^{\mathrm{2}} \right)\left(\left(\varphi^{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2021}} −\mathrm{1}\right)}{\varphi^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}+\mathrm{2}\left(\mathrm{2021}\right)+\frac{\left(\varphi^{−\mathrm{2}} \right)\left(\left(\varphi^{−\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2021}} −\mathrm{1}\right)}{\varphi^{−\mathrm{2}} −\mathrm{1}} \\ $$$${S}=\frac{\left(\varphi^{\mathrm{2}} \right)\left(\left(\varphi\right)^{\mathrm{4042}} −\mathrm{1}\right)}{\varphi}+\mathrm{4042}−\frac{\left(\varphi^{−\mathrm{2}} \right)\left(\left(\varphi\right)^{−\mathrm{4042}} −\mathrm{1}\right)}{\varphi^{−\mathrm{1}} } \\ $$$${S}=\varphi^{\mathrm{4043}} +\mathrm{4041}−\left(\varphi^{−\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{4043}} \\ $$