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第3問

m2+n2m^2+n^2 の最大値を求めよ。ただし、mm と nn は m,n∈{1,2,…,1981}m, n \in \{1, 2, \ldots, 1981\} を満たす整数であり、(n2−mn−m2)2=1(n^2-mn-m^2)^2 = 1 とする。
ステップ 4/6: すべての解がフィボナッチ対であると結論づける
All positive solutions are (m,n)=(Fk,Fk+1)\text{All positive solutions are } (m,n) = (F_k, F_{k+1})
詳しい解説

すべての解はステップ3によって基底の場合まで降下でき、前向きの漸化式(ステップ2)の各段階は解であることを保つ。したがって帰納法により、n≥mn\ge m を満たすすべての正の整数解 (m,n)(m,n) は、F1=F2=1F_1=F_2=1 とする連続するフィボナッチ数の対 (Fk,Fk+1)(F_k,F_{k+1}) である。