(1)
a1=1a2=1a3=2a4=3a5=5a6=8a7=13
a8=21a9=34a10=55
(2)
n=1のとき
a1=51{21(1+5)−21(1−5)}=51⋅5=1よって成立する
n=kのとき与式が成り立つと仮定すると
ak=51(αk−βk)両辺にak+1を加えると
ak+ak+1=51(αk−βk)+ak+1=51(αk−βk+αk+1−βk+1)
=51{(21)k(1+5)k−(21)k(1−5)k+(21)k+1(1+5)k+1−(21)k+1(1−5)k+1}
=51⋅(21)k{(1+5)k−(1−5)k+21⋅(1+5)k+1−21⋅(1−5)k+1}
=51⋅(21)k{(1+5)k(1+21⋅(1+5))−(1−5)k(1−21⋅(1−5))}
=51⋅(21)k{(1+5)k(23+25)−(1−5)k(23−25)}
=51⋅(21)k+2{(1+5)k(6+25)−(1−5)k(6−25)}
=51⋅(21)k+2{(1+5)k(1+5)2−(1−5)k(1−5)2}
=51⋅(21)k+2{(1+5)k+2−(1−5)k+2}=51(αk+2−βk+2)
よってn=k+1のときにおいても成立する。
これから全ての自然数で与式は成立する。
(3)
limn→∞anan+1=limn→∞51(αn−βn)51(αn+1−βn+1)
=limn→∞(21)n(1+5)n−(21)n(1−5)n(21)n+1(1+5)n+1−(21)n+1(1−5)n+11+5=A、 1−5=Bとおくと
=limn→∞An−Bn21An+1−21Bn+1=limn→∞1−(AB)n21A−21⋅B⋅(AB)n
ここで n→∞lim(AB)n=0 なので
=limn→∞1−021⋅A−0=21⋅A=21+5