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No.535 フィボナッチ数列(2):オスミツバチの先祖の木

投稿日時: 04/21 システム管理者

オスミツバチの先祖の木
オスのミツバチは未受精卵から生まれるので,オスのミツバチ( M)には母親はあるが,父親はいない.これに対して,メスのミツバチ( F)は,受精卵から生まれるので,両親がある.
図3.12は,7世代に遡るオスのミツバチの系図を示した.
[訳注:世代 nの数え方は,自分を1,親の世代を2のように,過去に遡る方向にn が増加する.図3.12には, 2世代(母親)~6世代が示されている.このようなネットワークは,グラフ理論の言葉で,木(ツリー)と呼ばれる.ネットワークにループ(閉路)がなく,あたかも,枝分かれ成長する木を思わせる.]

    

各レベルつまり各世代のミツバチの総数を数えよう.表3.3に示すように,これはフィボナッチ数になる.

$${a_{n} , b_{n} ,t_{n } }$$を,それぞれ,世代$${n , n \ge 1}$$のメスのミツバチの数,オスのミツバチの数,ミツバチの総数としよう.オスのミツバチから先祖に遡るので,明らかに,$${a_{1}=0}$$, $${b_{1}=1}$$から始まる.オスのミツバチは母親,メスのミツバチには母親と父親が確定するので,$${b_{n}=a_{n-1} , a_{n}=a_{n-1}+b_{n-1 } }$$, $${t_{n}=a_{n}+b_{n } }$$である. 
$${a_{1}=0 , a_{2}=1 , a_{n}=a_{n-1}+a_{n-2 } }$$なので,$${a_{n}=F_{n-1 } }$$のフボナッチとなる.
これから,$${t_{n}=a_{n}+b_{n}=a_{n}+a_{n-1}=a_{n+1 } }$$が得られ,$${t_{1}=a_{2}=1, t_{2}=a_{3}=1}$$であるので; $${t_{n}=F_{n } }$$となる.
かくして,オスのミツバチの世代$${n}$$の先祖数は$${F_{n } }$$である.この魅力的な関係を最初に導いたのは,W. Hope-Jones, 1921年[322]であった.
本文:①より引用. 表紙図:②のp.25の図を編集.