Question Number 217190 by efronzo1 last updated on 05/Mar/25

$$\mathrm{Given}\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}+\mathrm{1}} \:=\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \:+\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}+\mathrm{2}} \: \\ $$$$\:\:\mathrm{where}\:\mathrm{a}_{\mathrm{3}} =\:\mathrm{4}\:\mathrm{and}\:\mathrm{a}_{\mathrm{5}} =\:\mathrm{6} \\ $$$$\:\mathrm{find}\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \:. \\ $$
Answered by mathmax last updated on 05/Mar/25

$${a}_{{n}+\mathrm{2}} −{a}_{{n}+\mathrm{1}} −{a}_{{n}} =\mathrm{0}\:{l}\:{equation}\:{caractetistique}\:{est} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} −{x}−\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\Delta=\mathrm{1}+\mathrm{4}=\mathrm{5}\:\:{donc}\:{les}\:{racines} \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\:{et}\:{x}_{\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}} \\ $$$${a}_{{n}} =\alpha\:\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \:+\beta\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \\ $$$${a}_{\mathrm{3}} =\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{3}} \alpha\:+\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{3}} \beta=\mathrm{4} \\ $$$${a}_{\mathrm{5}} =\left(\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{5}} \alpha\:+\left(\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{5}} \beta\:=\mathrm{6}\:\:{puis}\:{on} \\ $$$${resoud}\:{le}\:{systeme}\:{lineaire}\:{en}\:\alpha\:{et}\:\beta…. \\ $$
Answered by mr W last updated on 05/Mar/25

$${a}_{{n}+\mathrm{2}} −{a}_{{n}+\mathrm{1}} +{a}_{{n}} =\mathrm{0} \\ $$$${characteristic}\:{equation}: \\ $$$${r}^{\mathrm{2}} −{r}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow{r}_{\mathrm{1},\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{1}\pm{i}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}={e}^{\pm\frac{\pi{i}}{\mathrm{3}}} \\ $$$${say}\:{a}_{{n}} ={Ae}^{\frac{{n}\pi{i}}{\mathrm{3}}} +{Be}^{−\frac{{n}\pi{i}}{\mathrm{3}}} \\ $$$${or}\:{a}_{{n}} ={C}\:\mathrm{cos}\:\frac{{n}\pi}{\mathrm{3}}+{D}\:\mathrm{sin}\:\frac{{n}\pi}{\mathrm{3}} \\ $$$${a}_{\mathrm{3}} =−{C}=\mathrm{4}\:\Rightarrow{C}=−\mathrm{4} \\ $$$${a}_{\mathrm{5}} =−\mathrm{4}\:\mathrm{cos}\:\frac{\mathrm{5}\pi}{\mathrm{3}}+{D}\:\mathrm{sin}\:\frac{\mathrm{5}\pi}{\mathrm{3}}=\mathrm{6}\:\Rightarrow{D}=−\frac{\mathrm{16}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}} \\ $$$$\Rightarrow{a}_{{n}} =−\mathrm{4}\left(\mathrm{cos}\:\frac{{n}\pi}{\mathrm{3}}+\frac{\mathrm{4}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}}\:\mathrm{sin}\:\frac{{n}\pi}{\mathrm{3}}\right) \\ $$$${or} \\ $$$${a}_{{n}} =−\frac{\mathrm{4}\sqrt{\mathrm{57}}}{\:\mathrm{3}}\:\mathrm{sin}\:\left(\frac{{n}\pi}{\mathrm{3}}+\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{4}}\right) \\ $$