Polynômes de Fibonacci
dans Analyse
Bonjour
Je viens demander de l'aide pour un petit problème de raisonnement et de rigueur que je me pose sur les polynômes de (type) Fibonacci.
Énoncé : On définit une suite de polynômes par : $$
\left\{
\begin{array}{ll}
P_0(x) = 1\\
P_1(x) = x\\
P_{n+2}(x) = 2XP_{n+1}(X) - P_n\\
\end{array}
\right.
$$ Question qui me pose problème : Quelque soit $n$, étudier la parité de $P_n$.
$P_0 = 1$ pair
$P_1 = X$ impair
$P_2 = 2X^2-1$ pair
$P_3 = 4X^3-3X$ impair
$P_4 = 8X^4 - 8X^2 +1$ pair
...
On conjecture donc que si $n$ est pair $P_n$ est pair et si $n$ est impair $P_n$ aussi.
Pour le montrer je pensais procéder par récurrence.
Initialisation : voir ci-dessus
Hérédité : Soit $P_n$ un polynôme de la suite ci-dessus, si $n$ est pair alors par hypothèse de récurrence $P_n$ est pair montrons que $P_{n+2}$ est aussi pair.
Seulement j'ai besoin (vu la définition de $P_{n+2}$) de savoir que $P_{n+1}$ est impair or c'est ce que je souhaite montrer par une autre récurrence.
Puis-je supposer que tous les $P_{2n+1}$ sont impairs pour montrer que les $P_{2n}$ sont pairs puis faire l'inverse après ? Sinon comment devrais-je rédiger cela rigoureusement ?
Merci par avance
Bonne journée
Je viens demander de l'aide pour un petit problème de raisonnement et de rigueur que je me pose sur les polynômes de (type) Fibonacci.
Énoncé : On définit une suite de polynômes par : $$
\left\{
\begin{array}{ll}
P_0(x) = 1\\
P_1(x) = x\\
P_{n+2}(x) = 2XP_{n+1}(X) - P_n\\
\end{array}
\right.
$$ Question qui me pose problème : Quelque soit $n$, étudier la parité de $P_n$.
$P_0 = 1$ pair
$P_1 = X$ impair
$P_2 = 2X^2-1$ pair
$P_3 = 4X^3-3X$ impair
$P_4 = 8X^4 - 8X^2 +1$ pair
...
On conjecture donc que si $n$ est pair $P_n$ est pair et si $n$ est impair $P_n$ aussi.
Pour le montrer je pensais procéder par récurrence.
Initialisation : voir ci-dessus
Hérédité : Soit $P_n$ un polynôme de la suite ci-dessus, si $n$ est pair alors par hypothèse de récurrence $P_n$ est pair montrons que $P_{n+2}$ est aussi pair.
Seulement j'ai besoin (vu la définition de $P_{n+2}$) de savoir que $P_{n+1}$ est impair or c'est ce que je souhaite montrer par une autre récurrence.
Puis-je supposer que tous les $P_{2n+1}$ sont impairs pour montrer que les $P_{2n}$ sont pairs puis faire l'inverse après ? Sinon comment devrais-je rédiger cela rigoureusement ?
Merci par avance
Bonne journée
Réponses
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Il suffit de faire une récurrence forte (double suffit) en initialisant à deux crans...
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Tu es parti pour montrer, par une récurrence pour chaque, les deux résultats suivants :
- Si $P_n$ est impair pour $n$ impair, alors $P_n$ est pair pour $n$ pair.
- Si $P_n$ est pair pour $n$ pair, alors $P_n$ est impair pour $n$ impair.
Penses-tu pouvoir déduire de ces deux propriétés que $P_n$ est de la parité de $n$ ? -
Pour $n \in \mathbb N$, tu peux aussi définir ta propriété à prouver par récurrence ainsi:
$H(n)$ : "Les polynômes de Fibonacci $P_{2n}$ et $P_{2n+1}$ sont respectivement pair et impair". -
Une récurrence « dite simple » suffit ; il suffit de considérer au rang \(n\) la propriété : « \(P_{2n}\) est pair et \(P_{2n+1}\) est impair ».
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Bonjour!
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