Question Number 25381 by Tinkutara last updated on 09/Dec/17
$$\mathrm{The}\:\mathrm{first}\:\mathrm{term}\:\mathrm{of}\:\mathrm{a}\:\mathrm{sequence}\:\mathrm{is}\:\mathrm{1},\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{second}\:\mathrm{is}\:\mathrm{2}\:\mathrm{and}\:\mathrm{every}\:\mathrm{term}\:\mathrm{is}\:\mathrm{the}\:\mathrm{sum}\:\mathrm{of} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{two}\:\mathrm{preceding}\:\mathrm{terms}.\:\mathrm{The}\:{n}^{\mathrm{th}} \:\mathrm{term} \\ $$$$\mathrm{is}. \\ $$
Answered by prakash jain last updated on 09/Dec/17
$${a}_{{n}} ={a}_{{n}−\mathrm{1}} +{a}_{{n}−\mathrm{2}} \\ $$$${characteristic}\:{equation} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} −{x}−\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\lambda_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}},\:\lambda_{\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}} \\ $$$${a}_{{n}} ={c}_{\mathrm{1}} \left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} +{c}_{\mathrm{2}} \left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${n}=\mathrm{0},{a}_{\mathrm{0}} =\mathrm{1} \\ $$$${c}_{\mathrm{1}} +{c}_{\mathrm{2}} =\mathrm{1}\:\:\:\left({i}\right) \\ $$$${n}=\mathrm{1},{a}_{\mathrm{1}} =\mathrm{2} \\ $$$${c}_{\mathrm{1}} \frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}+{c}_{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}=\mathrm{2} \\ $$$$\sqrt{\mathrm{5}}{c}_{\mathrm{1}} =\mathrm{2}−\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\Rightarrow{c}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}} \\ $$$${c}_{\mathrm{2}} =\mathrm{1}−{c}_{\mathrm{1}} =\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{3}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}} \\ $$$${a}_{{n}} =\left(\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}}\right)\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} +\left(\frac{\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{3}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}}\right)\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 09/Dec/17
$${What}\:{is}\:{characteristic}\:{equation}?\:{And} \\ $$$${why}\:{a}_{{n}} ={c}_{\mathrm{1}} \lambda_{\mathrm{1}} ^{{n}} +{c}_{\mathrm{2}} \lambda_{\mathrm{2}} ^{{n}} ? \\ $$
Commented by prakash jain last updated on 09/Dec/17
$${x}^{\mathrm{2}} −{x}−\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\lambda_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} −\lambda_{\mathrm{1}} −\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\lambda_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{2}} −\lambda_{\mathrm{2}} −\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$${c}_{\mathrm{1}} \lambda_{\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{2}} \left(\lambda_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} −\lambda_{\mathrm{1}} −\mathrm{1}\right)+{c}_{\mathrm{2}} \lambda_{\mathrm{2}} ^{{n}−\mathrm{2}} \left(\lambda_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{2}} −\lambda_{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\left({c}_{\mathrm{1}} \lambda_{\mathrm{1}} ^{{n}} +{c}_{\mathrm{2}} \lambda_{\mathrm{2}} ^{{n}} \right)=\left({c}_{\mathrm{1}} \lambda_{\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} +{c}_{\mathrm{2}} \lambda_{\mathrm{2}} ^{{n}−\mathrm{1}} \right)+\left({c}_{\mathrm{1}} \lambda_{\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{2}} +{c}_{\mathrm{2}} \lambda_{\mathrm{2}} ^{{n}−\mathrm{2}} \right) \\ $$$$\Rightarrow{a}_{{n}} ={a}_{{n}−\mathrm{1}} +{a}_{{n}−\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{The}\:\mathrm{general}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{equation} \\ $$$$\mathrm{is}\:{a}_{{n}} ={c}_{\mathrm{1}} \lambda_{\mathrm{1}} ^{{n}} +{c}_{\mathrm{2}} \lambda_{\mathrm{2}} ^{{n}} \\ $$$$\mathrm{This}\:\mathrm{is}\:\mathrm{the}\:\mathrm{general}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{when} \\ $$$$\lambda_{\mathrm{1}} \neq\lambda_{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{when}\:\lambda_{\mathrm{1}} =\lambda_{\mathrm{2}} =\lambda \\ $$$${a}_{{n}} =\left({c}_{\mathrm{1}} +{c}_{\mathrm{2}} {n}\right)\lambda^{{n}} \\ $$$$\mathrm{To}\:\mathrm{know}\:\mathrm{more} \\ $$$$\mathrm{read}\:\mathrm{linear}\:\mathrm{difference}\:\mathrm{equation} \\ $$
Commented by prakash jain last updated on 09/Dec/17
$$\mathrm{Characteristic}\:\mathrm{equation}\:\mathrm{is}\:\mathrm{what} \\ $$$$\mathrm{you}\:\mathrm{get}\:\mathrm{after}\:\mathrm{replacing}\:{a}_{{n}} \:\mathrm{by}\:{x}^{{n}} . \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 10/Dec/17
$${Can}\:{we}\:{apply}\:{these}\:{methods}\:{anywhere}? \\ $$$${For}\:{example},\:{in}\:{AGP}? \\ $$