1964 AMC 12 Problema 31

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Todos los problemas se usan con el permiso legal oficial de la Mathematical Association of America (MAA).

31.

Sea
f(n)=5+3510(1+52)n+5−3510(1−52)n. \begin{aligned} f(n) &=\frac{5+3\sqrt5}{10} \left(\frac{1+\sqrt5}{2}\right)^n\\ &\quad+\frac{5-3\sqrt5}{10} \left(\frac{1-\sqrt5}{2}\right)^n. \end{aligned}
Entonces f(n+1)−f(n−1),f(n+1)-f(n-1), expresado en función de f(n),f(n), es igual a:
Let
f(n)=5+3510(1+52)n+5−3510(1−52)n. \begin{aligned} f(n) &=\frac{5+3\sqrt5}{10} \left(\frac{1+\sqrt5}{2}\right)^n\\ &\quad+\frac{5-3\sqrt5}{10} \left(\frac{1-\sqrt5}{2}\right)^n. \end{aligned}
Then f(n+1)−f(n−1),f(n+1)-f(n-1), expressed in terms of f(n),f(n), equals:
12f(n)\dfrac12f(n)
f(n)f(n)
2f(n)+12f(n)+1
f2(n)f^2(n)
12(f2(n)−1)\dfrac12\left(f^2(n)-1\right)
Respuesta: B
Conceptos:recursiónFibonacciexponente
Nivel de dificultad: 1900
Pista pequeña:
Llama α\alpha y β\beta a las dos bases exponenciales
Call the two exponential bases α\alpha and β\beta
Pista grande:
Ambas raíces de r2−r−1=0r^2-r-1=0 satisfacen rn+1−rn−1=rnr^{n+1}-r^{n-1}=r^n
Both roots of r2−r−1=0r^2-r-1=0 satisfy rn+1−rn−1=rnr^{n+1}-r^{n-1}=r^n
Solución:
Cada base r=1±52r=\frac{1\pm\sqrt5}{2} satisface r2=r+1,r^2=r+1, por lo que r2−1=r.r^2-1=r. Entonces rn+1−rn−1=rn−1(r2−1)=rn.r^{n+1}-r^{n-1}=r^{n-1}(r^2-1)=r^n. Al aplicar esta identidad término a término a la combinación lineal que define la función se obtiene f(n+1)−f(n−1)=f(n).f(n+1)-f(n-1)=f(n).
Por lo tanto, la respuesta correcta es B.
Each base r=1±52r=\frac{1\pm\sqrt5}{2} satisfies r2=r+1,r^2=r+1, so r2−1=r.r^2-1=r. Therefore rn+1−rn−1=rn−1(r2−1)=rn.r^{n+1}-r^{n-1}=r^{n-1}(r^2-1)=r^n. Applying this identity term by term to the defining linear combination gives f(n+1)−f(n−1)=f(n).f(n+1)-f(n-1)=f(n).
Thus, the correct answer is B.
Problema 30#30
Examen completo

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