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斐波那契數列的齊肯多夫定理

斐波那契數列:1,2,3,5,8,13......

齊肯多夫定理:任何正整數都可以唯一地表示成若干個不連續的斐波那契數之和。

首先,存在性。

在上面的百科連結裡面,有數學歸納法的證明。

然後,唯一性。

可以用反證法加上無窮遞降法證明出來。

假設n是最小的有2種表示法的整數,其中一種表示中,最大的數是a,另外一種表述中,最大的數是b。

這裡需要一個簡單的結論:

引理:如果m是斐波那契數,那麼不超過m的所有斐波那契數中,選出若干個不連續的,能夠得到的最大的和剛好就是m-1

比如說,在1,2,3,5,8,裡面,最大的和就是1+3+8=12,剛好是13-1。

無論m是第奇數個斐波那契數,還是第偶數個,都是一樣的,證明很簡單,略。

所以,根據這個引理,a和b只能相等。

因為這是2種不同的表示法,所以n一定要比a大。

那麼n-a就有2種不同的表示法,即將上面的2個不同的表示法裡面刪掉相同的數a、b,得到的自然是不同的表示法。

這個,n-a小於n,與n的最小性矛盾!

所以,表示法是唯一的。

在斐波那契博弈裡面,用的就是這個定理。