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fractions décimales et fibonacci
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Fractions décimales et Fibonacci

Pasted image 20250310091632.pngRésumé : les développements décimaux de certaines fractions comme 1/89 contiennent autant de termes que l'on veut de la suite de Fibonacci !

Le calculateur de la période décimale d'une fraction (que j'ai créé) ci-dessous :

calculateur période d'une fraction décimale
calculateur période d'une fraction décimale

Entre une fraction comme 50/22. Le programme donne la partie du développement décimal qui se répète : ici (27) car 50/22=2.272727...)


permet de trouver quelques résultats curieux. Par exemple pour 1/89, il donne
0.(01123595505617977528089887640449438202247191), donc une période de 44 chiffres. Mais ce qui est intéressant ce sont les premiers chiffres : 1,1,2,3,5, et ce sont les premiers termes de la suite bien connue de Fibonacci . Hasard ? non ! La preuve :

Souvenons-nous que par définition de la suite de Fibonacci c'est-à-dire

Soit alors la somme

Formons maintenant S/10 :

Et faisons la différence :
on constate que

et donc

La question qui se pose naturellement est : en utilisant le même procédé, peut on obtenir autant de termes de la suite de Fibonacci que l'on veut ? La réponse est oui !

On considère cette fois la somme

et par le même raisonnement on arrive à

Pour n=1, on retrouve
pour n=2, on a
pour par exemple n=4, on a et même si le résultat est un nombre décimal de période 16090340 (!), ses premiers chiffres après la virgule sont :

0000000100010002000300050008001300210034005500890144
  F0  F1  F2  F3  F4  F5  F6  F7  F8  F9 F10 F11 F12
0233037706100987159725844181676609477713866163755037...
 F13 F14 F15 F16 F17 F18 F19

Et on y retrouve les 19 premiers termes de la suite de Fibonacci ! Le dernier correct est F19=4181, en effet F20 = 6765 et les 4 chiffres suivant de la fraction sont 6766, soit 1 de plus. C'est parce que F21 = 10946, et est donc plus grand que 10000.

développement binaire et Fibonacci

soit

donc
On soustrait :

et donc ,et finalement .

Fonction génératrice

On pouvait retrouver le même résultat avec une fonction génératrice :

soit . Comme , et , on a :
En remplaçant on obtient
et donc
Il suffit ensuite de choisir z=1/2 : F(1/2) = 2.

Attention ceci prouve que si la somme converge, elle converge vers . Mais il faut aussi prouver la convergence. Pour cela il suffit de montrer que 1/2 est plus petit que le module du plus petit pôle de F(z), solution de . C'est le cas, en effet :

Voir aussi :

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