Padovan ve Perrin sayılarının matris temsilleri

T.C.

SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

PADOVAN VE PERRİN SAYILARININ MATRİS TEMSİLLERİ

Nazmiye YILMAZ DOKTORA TEZİ Matematik Anabilim Dalı

Aralık-2015 KONYA Her Hakkı Saklıdır

TEZ KABUL VE ONAYI

Nazmiye YILMAZ tarafından hazırlanan “Padovan ve Perrin Sayılarının Matris Temsilleri” adlı tez çalışması 24/12/2015 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Matematik Anabilim Dalı’nda DOKTORA TEZİ olarak kabul edilmiştir.

Bu tez çalışması Selçuk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından 15101004 nolu proje ile desteklenmiştir.

TEZ BİLDİRİMİ

Bu tezdeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edildiğini ve tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.

DECLARATION PAGE

I hereby declare that all information in this document has been obtained and presented in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as required by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and results that are not original to this work.

Nazmiye YILMAZ 24.12.2015

iv ÖZET DOKTORA TEZİ

PADOVAN VE PERRİN SAYILARININ MATRİS TEMSİLLERİ

Nazmiye YILMAZ

Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Matematik Anabilim Dalı

Danışman: Doç. Dr. Necati TAŞKARA 2015, 108 Sayfa

Jüri

Doç. Dr. Necati TAŞKARA Prof. Dr. Durmuş BOZKURT

Prof. Dr. Galip OTURANÇ Doç. Dr. Bünyamin AYDIN Doç. Dr. Ahmet ERDOĞAN

Son yıllarda bilim dünyasının ilgisini çeken, sanat ve mimari gibi birçok alanda karşımıza çıkan Fibonacci, Lucas, Pell, Padovan ve Perrin sayı dizileri ile ilgili çok çalışmalar vardır. Fibonacci sayılarının önemli olmasının sebeplerinden biri de bilindiği üzere ardışık iki Fibonacci(Lucas) sayısının oranının limitinin Altın Oran olmasıdır. Benzer şekilde ardışık iki Padovan(Perrin) sayısının oranı da “Plastic Constant” diye bilinen plastik orana yakınsar. Bu Plastik oran ilk defa 1924 de Gerard Cordonnier tarafından ortaya atılmıştır ve mimaride, sanatta uygulamaları verilmiştir.

Bu çalışmada Plastik orana sahip olan Padovan ve Perrin sayı dizilerinin başlangıç şartları 3×3 tipinde matrisler alınarak bu matris dizilerinin çeşitli özellikleri incelenecektir. Bu matris dizilerinin negatif indisli olanları tanımlanarak onların özellikleri de ayrıca verilecektir.

Bunların yanında bu matris dizilerinin binomial dönüşümleri verilecek ve bu dönüşümlerin sağladığı özdeşlikler matrislerin bazı özelliklerini kullanarak araştırılacaktır. Daha sonra bu binomial dönüşüm, matris dizilerine tekrarlanan bir şekilde uygulanacak ve farklı bir bakış açısıyla matris dizilerinin binomial dönüşümü genelleştirilmiş olacaktır.

Anahtar Kelimeler: binomial dönüşüm, Cordonnier sayıları, matris, Padovan sayıları, Perrin sayıları, Plastik Oran.

v ABSTRACT Ph.D THESIS

THE MATRIX REPRESENTATIONS OF PADOVAN AND PERRIN NUMBERS Nazmiye YILMAZ

THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY

DOCTOR OF PHILOSOPHY IN MATHEMATICS

Advisor: Assoc. Prof. Dr. Necati TASKARA 2015, 108 Pages

Jury

Assoc. Prof. Dr. Necati TASKARA Prof. Dr. Durmus BOZKURT

Prof. Dr. Galip OTURANC Assoc. Prof. Dr. Bünyamin AYDIN Assoc. Prof. Dr. Ahmet ERDOGAN

There are so many studies in the literature that are concernes about Fibonacci, Lucas, Pell, Padovan and Perrin number sequences encountered in many areas of art and architecture and attracted the interesting of the scientific world in recent years. As is known, one of the reasons that Fibonacci numbers are important, the ratio of two consecutive Fibonacci(Lucas) numbers converges to Golden Ratio. In a similar manner, the ratio of two consecutive Padovan(Perrin) numbers converges to plastic ratio that is named “Plastic Constant”. This Plastic Constant was firstly defined in 1924 by Gerard Cordonnier. He described applications to architecture and illustrated the use of the Plastic Constant in many buildings.

In this study, the matrix sequences of Padovan and Perrin numbers having to the Plastic Constant will defined with initial conditions are 3× 3 matrices and examined the properties of their. The matrix sequences with negative indices will introduced and given the properties of their.

In addition to, it will given the binomial transforms of Padovan and Perrin matrix sequences. And, some equalities of these transforms will investigated by using properties of matrices. After that, it will applied iteratly the binomial transforms to Padovan and Perrin matrix sequences and be generalized these transforms of Padovan and Perrin matrix sequences by different perspective.

Keywords: binomial transform, Cordonnier numbers, matrix, Padovan numbers, Perrin numbers, Plastic Constant.

vi ÖNSÖZ

Bu çalışma, Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Matematik Ana Bilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Necati TAŞKARA yönetiminde yapılarak Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü’ne Doktora Tezi olarak sunulmuştur.

Bu tez; 1. Bölüm Giriş bölümü, 2. Bölüm Kaynak Araştırması, 3. Bölüm Temel Kavramlar, 4. Bölüm Padovan ve Perrin matris dizileri, 5. Bölüm Sonuç ve Öneriler, 6. Bölüm Kaynaklar olmak üzere toplam altı bölümden oluşmaktadır.

Çalışmalarım boyunca beni yönlendiren ve desteklerini esirgemeyen danışman hocam Doç. Dr. Necati TAŞKARA’ya, değerli hocalarım Prof. Dr. Durmuş BOZKURT’a ve Doç. Dr. Bünyamin AYDIN’a, ayrıca akademik hayatımdaki desteklerinden ötürü Doç. Dr. Yıldıray KESKİN’e, Doç. Dr. Yasin YAZLIK’a ve çalışma arkadaşlarıma,

Bu günlere gelmemde en büyük paya sahip olan, maddi ve manevi desteklerini eksik etmeyen sevgili anneme, babama ve tüm aileme,

Bu zorlu süreçte bana anlayış gösteren ve varlıklarıyla hayatımı aydınlatan eşim İbrahim ve oğlum Bayram’a,

2211-Yurt İçi Doktora Burs Programı kapsamında sağladığı destekten ötürü TÜBİTAK Bilim İnsani Destekleme Daire Başkanlığı birimine,

Son olarak tez çalışmam için 15101004 nolu proje ile destek sağlayan Selçuk Üniversitesi BAP’a

sonsuz saygı ve teşekkürlerimi sunarım.

Nazmiye YILMAZ KONYA-2015

vii İÇİNDEKİLER ÖZET ... iv ABSTRACT ... v ÖNSÖZ ... vi İÇİNDEKİLER ... vii

SİMGELER VE KISALTMALAR ... viii

1. GİRİŞ ... 1

1.1. Tezin Yapısı ... 3

1.2. Tezin Amacı ve Önemi ... 3

2. KAYNAK ARAŞTIRMASI ... 4

3. TEMEL KAVRAMLAR ... 10

3.1. Padovan Sayıları ... 11

3.2. Perrin Sayıları ... 14

3.3. Binomial Dönüşümler ... 16

4. PADOVAN VE PERRİN MATRİS DİZİLERİ VE ÖZELLİKLERİ ... 18

4.1. Padovan ve Perrin Matris Dizileri ... 18

4.1.1. Matris dizileri arasındaki ilişkiler ... 33

4.2. Negatif İndisli Padovan ve Perrin Matris Dizileri ... 45

4.2.1. Negatif indisli matris dizileri arasındaki ilişkiler ... 60

4.3. Padovan ve Perrin Matris Dizilerinin Binomial Dönüşümleri ... 72

4.3.1. Binomial dönüşümler arasındaki ilişkiler ... 81

4.4. Padovan ve Perrin Matris Dizilerinin Tekrarlanan Binomial Dönüşümleri ... 86

4.4.1. Tekrarlanan binomial dönüşümler arasındaki ilişkiler ... 96

5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ... 102

5.1 Sonuçlar ... 102

5.2 Öneriler ... 102

KAYNAKLAR ... 103

viii

SİMGELER VE KISALTMALAR

Simgeler 

: Pozitif tam sayılar : Doğal sayılar : Kompleks sayılar  _{: Plastik Oran} n F : n. Fibonacci sayısı n L : n. Lucas sayısı n P : n. Padovan sayısı n R : n. Perrin sayısı , k n F : n. k -Fibonacci sayısı , k n L : n. k -Lucas sayısı

 

, n s t

F :

 

s t, -Fibonacci matris dizisinin n. terimi

 

,

n s t

L :

 

s t, - Lucas matris dizisinin n. terimi

 

,

n s t

H :

 

s t, -genelleştirilmiş matris dizisinin n. terimi

 

,

n s t

 :

 

s t, -Pell matris dizisinin n. terimi

 

,

n s t :

 

s t -Pell-Lucas matris dizisinin , n. terimi

,

k n

u : k -Fibonacci dizisinin binomial dönüşümü

, k n

v : k -Lucas dizisinin binomial dönüşümü

 

, r k n

u : k -Fibonacci dizisinin tekrarlanan binomial dönüşümü

 

, r k n

ix

n

P : Padovan matris dizisinin n. terimi

n

R : Perrin matris dizisinin n. terimi

 

G t : Padovan matris dizisinin üreteç fonksiyonu

 

H t : Perrin matris dizisinin üreteç fonksiyonu

n



P : negatif indisli Padovan matris dizisinin n. terimi

n



R : negatif indisli Perrin matris dizisinin n. terimi

 

g t : negatif indisli Padovan matris dizisinin üreteç fonksiyonu

 

h t : negatif indisli Perrin matris dizisinin üreteç fonksiyonu

n

b : Padovan matris dizisinin binomial dönüşümü

n

c : Perrin matris dizisinin binomial dönüşümü

 

b t : Padovan matris dizisinin binomial dönüşümünün üreteç fonksiyonu

 

c t : Perrin matris dizisinin binomial dönüşümünün üreteç fonksiyonu

 r n

b : Padovan matris dizisinin r kez tekrarlanan binomial dönüşümü

 r n

c : Perrin matris dizisinin r kez tekrarlanan binomial dönüşümü

 

, t

b r : Padovan matris dizisinin r kez tekrarlanan binomial dönüşümünün

üreteç fonksiyonu

 

, t

c r : Perrin matris dizisinin r kez tekrarlanan binomial dönüşümünün

1. GİRİŞ

İnsanlık tarihi içinde doğanın zor koşullarına karşı verilen yaşam mücadelesi on binlerce yıl sürmüştür. Yapılan aletlerin yaşamı kolaylaştırıcı özelliklerinin kullanılması ve bu sürecin artarak hızlanması ile teknolojik ilerlemeler yaşamı belirlemeye başlamıştır. Bilginin, bunu değerlendirerek ve yargılayarak sonuç elde eden aklın, akıl ve mantığın sonucu ortaya çıkan teknolojinin, birbirini etkileyen ve ilerleme kaydeden bir süreç olduğu görülür. Bilgi bir süreç ve birikim ile elde edilmiş, akıl ile değerlendirilmiş, elde edilen sonuç yeni keşif ve icatların yani yeni aletlerin yapılmasını sağlamıştır. Bunların kullanımı ile yeni güzellikler ve yeni bilgiler elde edilmiştir. Ayrıca, geçen yıllar içinde yapılan çalışmalar, evrenin alelade bir düzen içinde yaratılmadığını, insan aklının alamayacağı kadar sistematik bir ölçü içerisinde yaratıldığını da ortaya koymuştur. Evrenin bu sistemi, kuşkusuz sayılar üzerine oturtulmuştur. Var olan her şey, bir sayıya karşılık gelmektedir. Felsefik boyutta düşünüldüğünde, varoluşun ve doğa yasalarının temelinde de bu sayılar bulunmaktadır. Bu anlamda evrene hakim olan sayıların yasası, kuşkusuz bizleri yaratanın matematik düzenini ortaya koyacaktır. İşte bu düzeni görmemize yardımcı olacak en önemli ipuçlarından biri altın orandır. Sanatta ve matematikte çok kez karşılaşabileceğimiz bu oran, aslında basit bir kural üzerine oturtulmuştur. Fakat gözlemleyebildiğimiz bütün varlık aleminde bu oranın geçerli ve tutarlı olarak göze çarpması, insanları şaşkına çevirecek kadar ciddi bir sistemi ortaya koymaktadır. Evrenin var oluşundan bu yana tutarlı olarak bütün varlıklarda 1,618…′e karşılık gelen bir oranın bulunması, dünyaca ünlü matematikçilerin de hayranlıkla incelediği ve kendi çalışmalarında kullandıkları bir konu alanı olmuştur. Bu şekilde sayı dizilerini incelemek; Toros Dağları’nın kıvrımından, Leanardo da Vinci tarafından yapılan Mona Lisa tablosunun boyu ile eni arasındaki orana, kaşımızla gözümüz arasındaki uzaklığın birbirine oranına, dipten başlayarak uca doğru ilerleyen kıvrımları bulunan deniz kabuğuna, kozalağın içindeki merkez noktadan dışarıya doğru spiral biçiminde uzayan her bir tanenin eğrilik açısına, tıpkı fillerin dişlerindeki sarmal yapılarından, geyiklerin boynuzlarındaki çıkıntılara kadar bizleri saran yalın şeylerin sayısız büyüleyici gizemlerine götürebilmektedir (Kutlu, 2011). Bununla birlikte sayı dizileri, günümüz bilim dünyasında yaklaşım teoride, şifre biliminde, bilgisayar ile grafik çizimlerinde (Mcllroy, 1992), zaman serileri analizinde (Box ve ark, 2008) vb. alanda sıkça kullanılmaktadır.

Son yıllarda araştırmacılar, Altın orana benzer bir oran olan, mimaride ve matematikte oldukça yer alan “Plastik Oran”dan bahsetmektedir. Bu oran x3  x 1 0 denkleminin tek reel çözümü olup

3 1 1 23 3 1 1 23 _1,325

2 6 3 2 6 3

      (1.1)

şeklindedir. Bu sayıyı ilk defa 1924 de Gérard Cordonnier “Plastik Oran” adıyla tanımlamıştır. Cordonnier bu sayının mimarlıktaki uygulamalarını çalışmıştır ve 1958 yılında binalarda ve anıtlarda Plastik oranın kullanımı ile ilgili dersler vermiştir. Ayrıca bu sayının 3

1 0

x   x denklemi, bilim adamlarının yıllardır incelediği Padovan sayı dizilerinin de karakteristik denklemidir. Padovan sayıları ise çağdaş mimar Richard Padovan (1935-) onuruna Stewart (1996) tarafından tanımlanmıştır. Ancak ilk defa 1924’te Fransız asıllı mimarlık öğrencisi Plastik oranı da bulan Gérard Cordonnier tarafından keşfedilmiştir (Padovan, 2002, 2015). Bağımsız olarak Fransız keşiş-mimar Dom Hans Van Der Laan (1904-1991) tarafından yeniden düzenlenmiştir. Cordonnier, Padovan, Van Der Laan ve Stewart ile tarihi ortaklık taşıyan Padovan sayıları Cordonnier sayıları olarak da bilinir.

Teknolojinin hızla ilerlediği günümüzde, matematik ile diğer bilimler arasında bir yakınlaşma doğmuştur. Bu yakınlaşmada matris teorisinin ayrı bir önemi vardır. Çünkü; mühendislik, istatistik ve diğer pek çok alanda matrislerle karşılaşılmaktadır. Bu çalışma, bazı sayı dizilerinin matris dizileri tanımlanarak matris teori ile sayılar teori arasında köprü kurulacak olması sebebiyle oldukça önemlidir.

Bunların yanı sıra binom katsayılar ve onların birçok özellikleri de kombinatoryal teori kapsamında incelenmekte olup son zamanlarda bu katsayıları kullanarak yeni bir bakış açısıyla binomial dönüşüm tanımlanmıştır. Bu binomial dönüşüm, bir dizinin ileri farklarını hesaplamaya yarayan bir dizi dönüşümüdür. Bu dizinin Fibonacci dizisi alınması durumunda ise yeni dizinin adına Fibonacci dizisinin binomial dönüşümü adı verilmiştir ve böylece Fibonacci dizisinin özelliklerine zenginlik katmaya devam edilmiştir. Bu çalışmamızda da farklı dizilerin binomial dönüşümlerini ve onların yeni özelliklerini incelemek ve bunları literatüre kazandırmak oldukça önem arz etmektedir.

1.1. Tezin Yapısı

Bu tez; 1. Bölüm Giriş bölümü, 2. Bölüm Kaynak Araştırması, 3. Bölüm Temel Kavramlar, 4. Bölüm Padovan ve Perrin Matris Dizileri, 5. Bölüm Sonuç ve Öneriler, 6. Bölüm Kaynaklar olmak üzere toplam altı bölümden oluşmaktadır.

1.2. Tezin Amacı ve Önemi

Padovan ve Perrin sayı dizileri için başlangıç değerleri üçüncü mertebeden matris olan, matris dizilerini tanımlamak ve tanımlanan matris dizilerinin özelliklerini araştırmak bu çalışmanın temel amacıdır. Böylece sayılar teorisi ile matris teorisi arasında farklı bir köprü kurulacak olması, çalışmanın önemini artırmaktadır. Tanımlanacak olan rekürans ilişkili matris dizileri ile Padovan ve Perrin sayı dizisi arasındaki bağlantının kurulması ve kurulacak bu ilişki sayesinde, matris dizilerinin özellikleri araştırılırken aynı zamanda Padovan ve Perrin sayı dizilerinin de bilinen ya da bilinmeyen bazı özellikleri hakkında kolayca bilgi sahibi olunacaktır. Bunların yanında matris dizilerinin binomial dönüşümleri ve bu dönüşümlerin özellikleri araştırılarak matris dizileri farklı bir bakış açısıyla verilecektir.

2. KAYNAK ARAŞTIRMASI

Bu bölümde, tez çalışmasının hazırlanmasının gerekliliğine işaret eden çalışmalardan söz edilecektir. Öncelikle sayı dizileri ile ilgili yapılan bazı çalışmalar verilmiştir.

Lucas (1876), Perrin dizilerini tanımlamış ancak bu dizi daha sonra üzerinde yaptığı çalışmalar nedeniyle Perrin (1899)’in adıyla tanınmıştır.

Shannon ve Horadam (1971), Padovan, Perrin ve Van der Laan sayılarının üreteç fonksiyonlarını elde etmişlerdir.

Kalman (1982), daha önceki çalışmalarda tanımlanan genelleştirilmiş Fibonacci dizisinin herhangi bir terimini veren bir formül geliştirmiştir.

Stewart (1996), ilk olarak 1924 de Gerard Cordonnier tarafından keşfedilen

 

Pn Padovan sayılarını geometrik olarak yapışık üçgenlerin spiral sistemleri ile göstermiştir.

Koshy (2001), Fibonacci, Lucas ve benzer sayı dizilerini ve onların özelliklerini kitap halinde literatüre kazandıran yazarlardan biridir.

Shannon ve ark (2006), Padovan, Perrin ve Van der Laan sayılarının aşağıdaki gibi polinom dizilerini tanımlayarak, bu dizilerin farklı özelliklerini ve Fibonacci dizisi ile benzer yönlerini araştırmışlardır. n3 için, sırasıyla Padovan, Perrin ve Van der Laan polinomları,

 

2

 

 

 

 

 

2 2 3 , 1 1, 2 , 3 n n n P x x P_ x P_ x P x  P x x P x x (2.1)

 

2

 

 

 

 

 

2 3 , 1 0, 2 2, 3 3 n n n R x x R_ x R _ x R x  R x  R x  x (2.2)

 

2

 

 

 

 

 

2 2 3 , 1 1, 2 0, 3 n n n V x x V _ x V_ x V x  V x  V x x (2.3) şeklinde verilmiştir.

Kaygisiz ve Şahin (2011), genelleştirilmiş Van der Laan ve Perrin polinomlarını sunarak özelliklerini incelemişlerdir.

Yazlik ve ark (2013), çalışmada ikinci mertebeden herhangi bir fark denkleminin çözümlerinde Padovan sayılarını kullanmışlardır.

Bilgici (2013), Pell-Padovan-benzeri sayıları tanımlayarak bu sayıların bazı özelliklerini incelemiştir.

Literatürde, matrisler ile rekürans ilişkili sayı dizileri arasındaki ilişkilerin kurulduğu ve bu ilişkilerin kullanılarak sayı dizilerinin incelendiği çalışmalar oldukça fazladır. Bu çalışmalardan bazıları aşağıda verilmiştir.

King (1960), yüksek lisans tezinde Fibonacci Q matrisi olarak bilinen

1 1 1 0

Q  _

  (2.4)

matrisi ile Fibonacci sayı dizisi

 

Fn _n arasında 1 1 n n n n n F F Q F F          (2.5)

şeklinde bir ilişki elde etmiştir. Bu ilişki sayesinde Fibonacci sayıları için farklı özellikler sunmuştur.

Silvester (1979), King’in (1960) çalışmasındaki Q matrisine benzer olarak

0 1 1 1

A  _

  (2.6)

matrisini tanımlamış ve

 

Fn n dizisi ile arasında

1 0 1 n n n F A F_              (2.7)

bağıntısını sunmuştur. Bu bağıntıdan hareketle, Fibonacci sayıları için özellikler elde etmiştir.

Er (1984), genelleştirilmiş k-mertebeli Fibonacci sayılarının k-dizilerini tanımlamış ve bunun matris gösteriminin özelliklerini ispatlamıştır. Ayrıca bu matris temsillerinden hareketle, Fibonacci sayıları için toplam formülleri elde etmiştir.

Karaduman (2004), genelleştirilmiş k-mertebeli Fibonacci sayılarının k-dizileri ve matris gösterimi ile ilgili bazı ilişkiler elde etmiştir.

Koken ve Bozkurt (2008), çalışmalarında yukarıda bahsettiğimiz Q, Fibonacci matrisine benzer 2 2 tipinde Jacobsthal Fve Jacobsthal M matrislerini tanımlamışlardır. Daha sonra bu matrisleri kullanarak, Jacobsthal sayıları için Cassini, Catalan ve Binet benzeri formüllerini ve toplamsal özelliklerini elde etmişlerdir.

Civciv ve Turkmen (2008),

 

s t -Fibonacci ve ,

 

s t -Fibonacci matris , dizilerini tanıtarak,

 

s t, -Fibonacci dizisinin kompleks çarpımları ve

 

s t, -Fibonacci matris dizisinin temel özelliklerini incelemişlerdir. 2

4 0, 0, 0

s  t s t ve n1

olmak üzere bu

 

s t, -Fibonacci matris dizisi ve başlangıç şartları aşağıdaki gibidir:

 

 

 

 

 

1 1 0 1 1 0 1 , , , , , , , . 0 1 0 n n n s s t s s t t s t s t s t t         _{ } _{ }     F F F F F (2.8)

Civciv ve Türkmen (2008),

 

s t, -Lucas ve

 

s t, -Lucas matris dizilerini tanıtarak, matris dizisinin temel özelliklerini incelemişlerdir. 2

4 0, 0, 0

s  t s t ve

1

n olmak üzere

 

s t -Lucas matris dizisi ,

 

 

 

 

 

2 1 1 0 1 2 2 , , , , , , , 2 2 n n n s s t s s t s s t t s t s t s t t s st t          _{    }      L L L L L (2.9) şeklinde tanımlanmıştır.

Koken ve Bozkurt (2010), bu çalışmada Fibonacci Q matrisine benzer olarak Lucas Q_L-matrisi tanımlamışlar ve bu matris temsilini kullanılarak Lucas sayıları için iyi bilinen Binet formülünü ve farklı eşitlikleri tekrar ispatlamışlardır.

Yazlik ve ark (2011), çalışmada ikinci mertebeden en genel

 

s t, - matris dizisi tanımlanarak temel özelliklerine yer vermişlerdir. 2

, , 4 0, 0, 0

a b s  t s t ve

0

n olmak üzere

 

s t -genelleştirilmiş matris dizisi aşağıdaki gibidir: ,

 

 

 

 

_

_

 

2 2 , 1 , , , 0 , , 1 , . n n n bs a bs at bs s t s s t t s t s t s t at b a s bst at          _{    }      H H H H H (2.10)

Yilmaz ve Bozkurt (2011), Hessenberg matrislerin determinantları ve permanentleri ile Pell ve Perrin sayıları arasındaki ilişkiyi araştırmışlardır.

Gulec ve Taskara (2012),

 

s t -Pell ve ,

 

s t -Pell Lucas matris dizilerini , tanımlamışlardır ve bu matris dizilerinin Binet benzeri formüllerini, toplam formüllerini ve arasındaki ilişkileri elde etmişlerdir. 2

4 0, 0, 0

s  t s t ve n2 olmak üzere

 

s t, -Pell ve

 

s t, -Pell Lucas matris dizileri aşağıdaki gibidir:

 

1

 

2

 

0

 

1

 

1 0 2 1 , 2 , , , , , , , 1 0 0 n n n s s t s s t t s t s t s t t         _{ } _{ }     (2.11)

 

1

 

2

 

0

 

1

 

2 2 2 4 2 2 , 2 , , , , , , . 2 2 2 2 n n n s s t s s t s s t t s t s t s t t s st t          _{    }      ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ (2.12)

Yilmaz ve Bozkurt (2012), üreteç matrisleri kullanarak Padovan dizisinin değişik özelliklerini araştırmışlardır.

Uslu ve Uygun (2013),

 

s t -Jacobsthal ve ,

 

s t -Jacobsthal Lucas matris , dizilerini tanımlamışlardır ve bu matris dizilerinin özelliklerini elde etmişlerdir.

Kaygisiz ve Sahin (2014), Hessenberg matrislerin determinantları ve permanentleri ile Perrin ve Cordonnier sayıları arasındaki ilişkiyi araştırmışlardır.

Coskun ve Taskara (2014), üçüncü mertebeden bazı sayı dizilerinin sirkülant matrislerinin özdeğerleri, determinantları ve normları hakkında bilgi vermişlerdir.

Son olarak sayı dizilerinin binomial dönüşümleri ile ilgili yapılan bazı çalışmalar aşağıdadır.

Knuth (1973), binomial dönüşümleri literatürde ilk tanımlayan kişidir.

Prodinger (1994), çalışmasında binomial dönüşümlerin üreteci ile binomial dönüşümü yapılan dizinin üreteci arasındaki bağıntıyı genelleştirmiştir.

Falcon ve Plaza (2009), Fibonacci sayıları için binomial, binomial, artan k-binomial ve azalan k-k-binomial dönüşümler tanımlamışlardır. Bu k-binomial dönüşümlerin rekürans bağıntılarını, Binet benzeri formüllerini, üreteç fonksiyonlarını ve ters dönüşümlerini elde etmişlerdir. Fk i, , i. k-Fibonacci sayısı ve , ,

0 n k n k i i n u F i     _{ }  



dizinin

binomial dönüşümü olmak üzere, k-Fibonacci dizisinin binomial dönüşümünün rekürans bağıntısı





,n 1 2 , , 1, 1 k k n k n u _  k u ku _ n , (2.13)

ve başlangıç şartları u_k,0 0 ve u_k,11 şeklindedir.

Bhadouria ve ark (2014), k-Lucas sayıları için çeşitli binomial dönüşümler tanımlamışlardır. Bu binomial dönüşümlerin rekürans bağıntılarını, Binet benzeri formüllerini ve üreteç fonksiyonlarını elde etmişlerdir. L_{k i,} , i. k-Lucas sayısı ve

, , 0 n k n k i i n v L i     _{ }  



dizinin binomial dönüşümü olmak üzere, k-Lucas dizisinin binomial dönüşümünün rekürans bağıntısı





,n 1 2 , , 1, 1

k k n k n

v _  k v kv _ n , (2.14)

ve başlangıç şartları vk,0 2 ve vk,1 k 2 şeklindedir.

Falcon (2014), k-Fibonacci sayıları için tekrarlanan binomial dönüşümleri tanımlamıştır. Bu tekrarlanan binomial dönüşümlerin rekürans bağıntılarını, Binet benzeri formüllerini ve kombinatoryal eşitliklerini elde etmiştir. Örneğin, bu tekrarlanan binomial dönüşümün rekürans bağıntısı

 

_

_

 



2



 

, 1 2 , 1 , 1, 1, 1,

r r r

k n k n k n

u _  rk u  r kr u _ n r (2.15)

ve başlangıç şartları u_k r_,0 0 ve u_k r_,1 1 şeklindedir.

Yazlik ve ark (2014), çalışmada ikinci mertebeden en genel

 

s t, - matris dizisinin binomial dönüşümlerinin temel özelliklerine yer vermişlerdir.

Yilmaz ve Taskara (2015), k-Lucas sayıları için tekrarlanan binomial dönüşümleri tanımlamıştır. Bu tekrarlanan binomial dönüşümlerin rekürans bağıntılarını, Binet benzeri formüllerini ve kombinatoryal eşitliklerini elde etmiştir. Örneğin, bu tekrarlanan binomial dönüşümün rekürans bağıntısı

 

_

_

 



2



 

, 1 2 , 1 , 1, 1, 1

r r r

k n k n k n

v _  rk v  r kr v _ n r , (2.16)

3. TEMEL KAVRAMLAR

Padovan, Perrin sayıları ve özellikle Plastik Oran, bilim dünyasının oldukça ilgisini çekmiş ve birçok araştırmaya konu olmuş bulgulardır. Bunun sebepleri; Padovan ve Perrin dizilerindeki ardışık sayıların oranı olan 1,32471795724474602596

sayısının -ki buna Plastik Oran(Plastik Sayı) denilmektedir- tarihte anıtlardan heykellerin yapımına kadar birçok alanda kullanılmış olmasıdır. Bu oranın bazı özelliklerine Alan St. George heykellerinde de rastlanmaktadır (Shannon ve ark, 2006).

Ayrıca Plastik Oranın bazı özellikleri aşağıda verilmiştir (Anonymous, 2013).  Plastik Oran 3 3 3

1 1 1

     şeklindeki iç içe kökü sağlar.  En küçük Pisot-Vijayaraghava sayılardandır, cebirsel eşleniği

3 3 1 3 1 1 23 1 3 1 1 23 0.662359 0.56228 2 2 i 2 6 3 2 2 i 2 6 3 i                           (3.1) şeklindedir ve 3 1

x  x polinomunun üç kökünün çarpımı 1 olduğu için yukarıdaki değerin modülü 1

 dır.

 Hiperbolik kosinüs cinsinden de aşağıdaki gibi ifade edilebilir.

 

1

1 1 2 2 3

cosh cosh 3 , cos sin

3 c c 12 6 2 c    _    _  _  _             (3.2)

Bu bölüm üç alt başlık altında toplanmaktadır. Birinci alt başlıkta Padovan sayıları ve özellikleri verilirken, ikinci alt başlıkta Perrin sayıları ve bazı özellikleri, üçüncü alt başlıkta ise bir dizinin binomial dönüşümü hakkında kısaca bilgi verilmektedir.

3.1. Padovan Sayıları

Padovan sayıları çağdaş mimar Richard Padovan (1935-) onuruna Stewart (1996) tarafından tanımlanmıştır. Ancak ilk defa 1924’te Fransız asıllı mimarlık öğrencisi Gérard Cordonnier tarafından keşfedilmiştir. Bağımsız olarak Fransız keşiş-mimar Dom Hans Van Der Laan (1904-1991) tarafından yeniden düzenlenmiştir. Cordonnier, Padovan, Van Der Laan ve Stewart ile tarihi ortaklık taşıyan aşağıdaki gibi tanımlanan Padovan sayıları Cordonnier sayıları olarak da bilinir.

Tanım 3.1.1. Her n için, rekürans bağıntısı

3 1

n n n

P_ P_ P (3.3)

ile verilen ve başlangıç şartları P₀ P₁P₂ 1 şeklinde olan sayılara Padovan sayıları denir (Anonymous, 2013).

Bazı Padovan sayıları,

Çizelge 3.1. Bazı Padovan sayıları

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

n

P 1 1 1 2 2 3 4 5 7 9

tabloda görüldüğü gibidir. Padovan sayılarının bazı özellikleri aşağıda verilmiştir.  n için 3 1 1 23 3 1 1 23 2 6 3 2 6 3      , 3 1 1 23 3 1 1 23 3 3 1 1 23 3 1 1 23 16 48 3 16 48 3 i 2 2 6 3 2 6 3                 3 1 1 23 3 1 1 23 3 3 1 1 23 3 1 1 23 16 48 3 16 48 3 i 2 2 6 3 2 6 3                 ,

3 1 0 x   x denkleminin kökleri ve





































1 1 , 1 1 , 1 1 , a b c                                 

olmak üzere, Padovan sayılarının kapalı formu

n n n

n

P a b c (3.4)

olarak verilir ve bu formül Padovan sayılarının Binet benzeri formülü olarak bilinir (Anonymous, 2013).

 Bu sayıların üreteç fonksiyonu

1 2 3 0 1 1 n n n y P y y y       



, (Shannon ve ark, 2006).

 n için, ardışık Padovan sayılarının sonlu toplamı,

5 0 2 n i n i P P_   



,

2 2 2 2 2 1 3 0 n i n n n i P P_ P_ P_    



,

 n için, ardışık Padovan sayılarının çarpımlarının toplamı,

2 1 1 2 0 n i i n n n i P P_ P P P_{ }  



şeklindedir (Anonymous, 2013).

 Ayrıca bu sayıların eş (Companion) matrisi,

0 1 0 0 0 1 1 1 0 A            şeklinde olup, 1 1 2 2 3 n n n n n n P P A P P P P              _{  } _         eşitliğini sağlar.

Bu sayıların negatif indislileri ise

3 1, 0

m m m

P P P m (3.5)

Çizelge 3.2. Bazı negatif indisli Padovan sayıları

m _{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10}

m

P 0 1 0 0 1 1 1 0 1 2

tabloda görüldüğü gibidir. Bunların yanı sıra Padovan sayıları ile ilgili birçok çalışmalar yapılmış olup, burada rekürans bağıntısı Padovan sayıları ile aynı, fakat başlangıç şartları farklı olan Perrin sayılarından bahsedilecektir.

3.2. Perrin Sayıları

Perrin sayılarını ise ilk olarak Edouard Lucas (1876) çalışmıştır. Ancak dizi daha sonraları 1899’da bu diziyi çalışan Raoul Perrin’in (1899) adı ile anılmaktadır.

Tanım 3.2.1. Her n için, rekürans bağıntısı

3 1

n n n

R  R  R (3.6)

ile verilen ve başlangıç şartları R₀ 3, R₁0, R₂ 2 şeklinde olan sayılara Perrin

sayıları denir (Anonymous, 2013).

Bazı Perrin sayıları,

Çizelge 3.3. Bazı Perrin sayıları

n _{0 1 2 3 4 5 6 7 8 9}

n

R 3 0 2 3 2 5 5 7 10 12

tabloda görüldüğü gibidir. Perrin sayılarının bazı özellikleri aşağıda verilmiştir.  n için

3 1 1 23 3 1 1 23 2 6 3 2 6 3      , 3 1 1 23 3 1 1 23 3 3 1 1 23 3 1 1 23 16 48 3 16 48 3 i 2 2 6 3 2 6 3                 , 3 1 1 23 3 1 1 23 3 3 1 1 23 3 1 1 23 16 48 3 16 48 3 i 2 2 6 3 2 6 3                 , 3 1 0

x   x denkleminin kökleri olmak üzere, Perrin sayılarının kapalı formu

n n n n

R    (3.7)

olarak verilir ve bu formül Perrin sayılarının Binet benzeri formülü olarak bilinir (Anonymous, 2013).

 Bu sayıların üreteç fonksiyonu

2 1 2 3 0 3 1 n n n y R y y y       



,

şeklindedir (Shannon ve ark, 2006).

 n için, ardışık Perrin sayılarının sonlu toplamı,

1 4 0 2 n i n i R R     



,

 n için, ardışık Perrin sayılarının kareleri toplamı,

2 2 2 2 2 1 3 0 1 n i n n n i R R_ R_ R _     



,

şeklindedir (Anonymous, 2013).

 Padovan ve Perrin sayıları arasındaki ilişki ise

5 4

3 2

n n n

R  P  P (3.8)

dır.

Bu sayıların negatif indislileri

3 1, 0

m m m

R R _ R _ m (3.9)

eşitliği ile bulunur. Bazı negatif indisli Perrin sayıları,

Çizelge 3.4. Bazı negatif indisli Perrin sayıları

m _{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10}

m

R 1 1 2 3 4 2 1 5 7 6

tabloda görüldüğü gibidir. Bunların yanı sıra Padovan ve Perrin sayıları ile ilgili birçok çalışmalar Shannon ve ark (2006) ve diğer kaynaklarda görülebilir.

3.3. Binomial Dönüşümler

Binom katsayılar ve onların birçok özellikleri kombinatoryal teori kapsamında incelenmekte olup son zamanlarda bu katsayıları kullanarak yeni bir bakış açısıyla binomial dönüşüm tanımlanmıştır. Bu binomial dönüşüm, bir dizinin ileri farklarını hesaplamaya yarayan bir dizi dönüşümüdür.

Tanım 3.3.1. Herhangi bir A



a a a₀, ,_{1 2},



tam sayı dizisi verilsin. Bu dizinin binomial dönüşümü

0 n n i i n B a i     _{ }  



(3.10)

denklemi ile bulunur ve dönüşümün elemanları B A

   

 Bn ile gösterilir (Knuth, 1973).

Ayrıca bulunan binomial dönüşümden diziye geçmekte

 

0 1 n n i n i i n a B i      _{ }   



(3.11)

denklemi ile mümkün olmaktadır.

Son yıllarda binomial dönüşümler ile ilgili birçok çalışmalar yapılmıştır. Örneğin bu çalışmalardan birinde, binomial dönüşümün üretecini bulmak için oldukça önemli bir kolaylık sağlayan aşağıdaki teorem verilmiştir.

Teorem 3.3.2. Herhangi bir

 

An n dizisinin üreteci A x ve bu dizinin binomial

 

dönüşümünün üreteci de S x ise bunlar arasındaki ilişki

 

 

1 1 1 x S x A x x    _{ }     (3.12) şeklindedir (Gould, 1990).

4. PADOVAN VE PERRİN MATRİS DİZİLERİ VE ÖZELLİKLERİ

Bu bölümde, Padovan ve Perrin matris dizilerinin pozitif ve negatif indislileri tanımlanacak ve bu matris dizileri için elde edilen özellikler sunulacaktır. Ayrıca bu matris dizilerinin binomial dönüşümleri ve özellikleri verilecektir.

4.1. Padovan ve Perrin Matris Dizileri

Bu bölümde Padovan ve Perrin sayılarının matris dizileri verilerek, bu matris dizilerinin Binet formülleri, toplamları ve üreteç fonksiyonları sunulacaktır.

Tanım 4.1.1. n için, Padovan

 

_{P ve Perrin n}

 

_{R matris dizileri, sırasıyla n}

3 1 , n  n  n P P P (4.1) 3 1 , n  n  n R R R (4.2) rekürans bağıntıları ve 0 1 2 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 , 0 0 1 , 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1             _{ } _{ } _{ }             P P P 0 1 2 4 2 3 3 1 2 2 1 1 3 1 2 , 2 1 1 , 1 3 1 2 1 1 1 3 1 1 0 3                 _{ } _  _ _  _  _   _  _        R R R

başlangıç şartları ile tanımlanır (Yilmaz ve Taskara, 2013).

Tanım 4.1.1. deki _P1 matrisi, Fibonacci sayılarında oldukça önemli olan eş Q -matrisi gibi Padovan sayıları için varolan eş matristir.

Aşağıdaki teoremde Padovan ve Perrin matris dizilerinin n inci genel terimleri Padovan ve Perrin sayıları yardımıyla verilmektedir.

Teorem 4.1.2. n için, Padovan ve Perrin matris dizilerinin n . genel terimleri, sırasıyla

i) 5 3 4 4 2 3 3 1 2 n n n n n n n n n n P P P P P P P P P                     P (4.3) ii) 5 3 4 4 2 3 3 1 2 n n n n n n n n n n R R R R R R R R R                     R (4.4)

dir (Yilmaz ve Taskara, 2013).

İspat. i) Denklem (4.3) te n0 alınırsa,

5 3 4 0 4 2 3 3 1 2 1 0 0 0 1 0 0 0 1 P P P P P P P P P                  _{  } _         P

olup Çizelge 3.2. den doğru olduğu görülür. Yine n1 için Çizelge 3.2. ve Çizelge 3.1. den

4 2 3 1 3 1 2 2 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 P P P P P P P P P                 _{  } _         P

olur. Şimdi n k için, denklem (4.3) doğru olsun ve n k 1 için doğru olduğunu gösterelim. Bunun için denklem (4.1) ve kabulümüzü göz önüne alırsak,

1 1 2 6 4 5 7 5 6 5 3 4 6 4 5 4 2 3 5 3 4 4 2 3 3 1 2 2 1 k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P                                        _{  } _                    P P P

elde edilir. Böylece teoremin ilk kısmının ispatı tamamlanmış olur.

benzer şekilde denklem (4.4) te n0 ve n1 alınırsa, Çizelge 3.3. ve Çizelge 3.4. ten 5 3 4 0 4 2 3 3 1 2 4 2 3 3 1 2 2 1 1 R R R R R R R R R                    _{  } _  _        R 4 2 3 1 3 1 2 2 0 1 3 1 2 2 1 1 1 3 1 R R R R R R R R R                  _  _{ } _  _        R

olur. Şimdi n k için, denklem (4.4) doğru olsun ve n k 1 için doğru olduğunu gösterelim. Bunun için denklem (4.2) yi ve kabulümüzü göz önüne alırsak,

1 1 2 6 4 5 7 5 6 5 3 4 6 4 5 4 2 3 5 3 4 4 2 3 3 1 2 2 1 k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R                                        _{  } _                    R R R elde edilir.

Teorem 4.1.3. Her n için,



















2 2 2 2 1 0 2 1 0 2 1 0 1 , 1 , 1 A   B   C                                 P P P P P P P P P ve



















2 2 2 2 1 0 2 1 0 2 1 0 2 , 2 , 2 , A   B   C                                 R R R R R R R R R

ve   , , ise denklem (4.1) ve (4.2) nin karakteristik denkleminin kökleri olmak üzere, Padovan ve Perrin matris dizilerinin Binet benzeri formülleri sırasıyla

1 1 1 n n n n A B C P (4.5) 2 2 2 n n n n  A B  C  R (4.6) dır (Yilmaz ve Taskara, 2013).

İspat. Tanım 4.1.1. den, Padovan ve Perrin matris dizilerinin karakteristik denklemleri aynı olduğu için sadece Padovan matris dizisinin Binet benzeri formülünü bulmamız yeterli olacaktır. Bunun için, denklem (4.1) in karakteristik denkleminin kökleri ,  ve  olmak üzere, matris dizisinin genel çözümü

1 1 1

n n n

n A B C

P (4.7)

olacaktır. Tanım 4.1.1. deki başlangıç şartlarını kullanarak A₁, B₁ ve C₁ matrislerini bulalım. Bunun için denklem (4.7) de n0,1, 2 için

0  A1B1C1 P 1 A1B1C1 P 2 2 2 2 A1 B1 C1 P

elde edilir ve bu sistem matris formunda yazılırsa,

1 0 1 1 2 2 2 1 2 1 1 1 A B C               _                 P P P

olur. Sistem eklemeli matris metodu ile çözülürse



















2 2 2 2 1 0 2 1 0 2 1 0 1 , 1 , 1 A   B   C                                 P P P P P P P P P elde edilir.

Padovan ve Perrin sayılarının Binet benzeri formülleri çeşitli çalışmalarda verilmiştir. Aşağıdaki sonuçta, Teorem 4.1.2. ve Teorem 4.1.3. ten matris dizilerinin

doğal bir sonucu olarak Padovan ve Perrin sayılarının Binet benzeri formülleri verildi. Sonuç 4.1.4. n0 ve n için, Padovan ve Perrin sayılarının Binet benzeri formülleri, sırasıyla





 



 





3 3 3 1 n n n n P                     _{ }  _{ }  _{ } (4.8) 1 1 1 1 n n n n R_       (4.9) dır (Yilmaz ve Taskara, 2013).

İspat. Tanım 4.1.1. ve Teorem 4.1.3. ün yardımıyla,





































1 1 1 2 2 2 2 1 0 2 1 0 2 1 0 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 n n n n n n n n n n A B C   _   _   _                     _{  }  _{  }                    _{  }                                       _  _ _  _   _{ }   _{ }              _  _   _{ }     P P P P P P P P P P

olur. Burada   , , , denklem (4.1) ve (4.2) nin karakteristik denklemi olan 3

1 0

X   X denkleminin kökleri olduğundan bu denklemi sağlarlar ve



















2 2 1 1 3 2 3 2 2 4 3 2 4 3 2 1 3 2 2 4 3 1 1 1 n n n n      _{  }  _{  }                  _{  }                    _{ } _{ }   _{ }   _{ }          _{ }   _{ }   P



















2 2 5 3 4 _{1 1} 3 2 3 2 4 2 3 2 4 3 2 4 3 3 1 2 2 1 3 2 2 4 3 1 1 1 n n n _{n n} n n n n n n n P P P P P P P P P      _{  }  _{  }                  _{  }           _{ }                   _{  }       _{   }                  _{ }   _{ }  

olur. Burada matrislerin 3. satır 2. sütun elemanları eşleştirilirse, Padovan sayılarının Binet benzeri formülü





 



 





3 3 3 1 n n n n P                     _{ }  _{ }  _{ }

bulunur. İspatın ikinci kısmı için, benzer şekilde Tanım 4.1.1. ve Teorem 4.1.3. göz önüne alınırsa,



















2 2 2 2 2 2 2 1 0 2 1 0 2 1 0 n n n n n n n A B  C    _   _   _                                  R R R R R R R R R R



















2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 3 4 2 2 3 2 3 3 1 2 2 3 1 3 1 2 3 4 2 2 3 2 3 3 1 2 2 3 1 3 1 2 3 4 2 2 n n n n        _{     }                 _{     }                                    _        _   _{ }                     _        _   _{ }                   R 2 2 2 2 2 2 3 2 3 3 1 2 2 3 1 3 1               _{      }    _{     }   

2 2 2 1 2 2 2 2 _{2 2 2} 2 2 2 1 2 2 2 2 _{2 2 2} 2 2 2 1 2 2 3 4 2 2 3 2 3 3 1 2 1 2 _{2 3 1 3 1} 2 3 4 2 2 3 2 3 3 1 2 1 2 _{2 3 1 3 1} 2 3 4 2 2 1 2 n n n n        _{     }  _{    }         _{     }  _{    }                          _        _  _{      } _             _        _  _{     } _          R 2 2 2 2 2 2 3 2 3 3 1 2 2 3 1 3 1               _{      }     _{     }   

yazabiliriz. Teorem 4.1.2. den de,

2 2 2 5 3 4 ₁ 2 2 2 4 2 3 2 _{2 2 2} 3 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 _{2 2 2} 2 3 4 2 2 3 2 3 3 1 2 1 2 _{2 3 1 3 1} 2 3 4 2 2 3 2 3 3 1 2 1 2 _{2 3 1 3} n n n _n n n n n n n n R R R R R R R R R        _{     }  _{    }         _{     }  _{    }     _                      _{        }        _{     }    _{ }                 _{    } 2 2 2 1 2 2 2 2 _{2 2 2} 1 2 3 4 2 2 3 2 3 3 1 2 1 2 _{2 3 1 3 1} n        _{     }  _{    }          _                _        _   _{     }   

olur. Burada matrislerin 3. satır 2. sütun elemanları eşleştirilirse, Perrin sayılarının Binet benzeri formülü 3 3 3 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 2 1 2 1 2 1 n n n n R                       

elde edilir ve düzenlenirse

1 1 1 1 n n n n R_       olur.

Padovan ve Perrin matris dizilerinin genel toplamlarını veren formüller aşağıdaki teoremde verilmektedir.

Teorem 4.1.5. j m 0,n1 ve j m n, ,  için, Padovan ve Perrin matris dizilerinin genel toplamları, sırasıyla

i)









1 0 1 1 n mn m j mn m j m mn j m j j m m j mi j i m m R R R R                    



P P P P P P P ii)









1 0 1 1 n mn m j mn m j m mn j m j j m m j mi j i m m R R R R                    



R R R R R R R dır (Yilmaz ve Taskara, 2013).

İspat. İspat yaparken Teorem 4.1.3. den yani matris dizilerinin Binet benzeri formüllerinden yararlanılacaktır. i) Teorem 4.1.3. ten,





1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 n n mi j mi j mi j mi j i i mn mn mn j j j m m m A B C A B C                                  _{ } _{ } _{ }         



P



yazılabilir ve paydalar eşitlenip düzenleme işlemleri yapılırsa











































































1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 j mn m m j mn m m n mi j m m m i j mn m m m m m mn j j m m m m m m m m m mn j j m m m m m m m m m mn j j m m m m m m m A B C A R B R C R                                                                                               



P



m m 1







































1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 mn j m mn j m mn j j m m j j n m m mi j m m m m m m m m m i mn j m mn j m mn j j m m j j m m m m m m m m m m m mn j m mn j m mn j j m m j j m m m m A R R B R R C R R                                                                                                   



P m m m m m m m            

bulunur ve Teorem 4.1.3. ve Sonuç 4.1.4. ten,









1 0 1 1 n mn m j mn m j m mn j m j j m m j mi j i m m R R R R                    



P P P P P P P elde edilir.

ii) Teorem 4.1.3. ten,





1 1 2 2 2 0 0 2 2 2 1 1 1 1 1 1 n n mi j mi j mi j mi j i i mn mn mn j j j m m m A B C A B C                                  _{ } _{ } _{ }         



R



yazılabilir ve paydalar eşitlenip düzenleme işlemleri yapılırsa











































































1 2 2 0 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 j mn m m j mn m m n mi j m m m i j mn m m m m m mn j j m m m m m m m m m mn j j m m m m m m m m m mn j j m m m m m m m A B C A R B R C R                                                                                               



R



mm1

