Formula recurență

Formula recurență - formula formei a_n = f (n, a_, a_, \ dots, a_) , exprimând fiecare termen al secvenței a_n prin p Membrii anterioare și, eventual, un termen de secvență n.

Probleme generale de calcul cu ajutorul formulelor de recurență este subiectul teoriei functiilor recursive.

Ecuația recurență este o ecuație care se referă la numărul de membri succesive ale unei secvențe numerice. Secvența satisface această ecuație se numește o secvență recurentă.

1 n = 0; \\ (n-1)! \ N cdot, n \ geqslant 1. \ end

1 n = 1; \\ F_ + F_, n \ geqslant 2. \ end

  • Valoarea integralei \ Textstyle I_n = \ int \ păcătui ^ n x \, dx satisface formula recursie: I_n = \ frac x> + \ fracI_.
  • Soluția ecuației diferențiale Bessel y + (1 / x) y „+ (1- \ Nu ^ 2 / x ^ 2) y = 0 Acesta poate fi scris ca o serie de putere: y = \ sum \ limits_ ^ a_n x ^.
Pentru a determina coeficienții a_n, suficiente pentru a stabili că 4n (n + \ nu) a_n + a_ = 0 pentru orice n ⩾ 1. Apoi, rezultatul obținut imediat cunoscut: a_n = \ fracn! (1+ \ nu) (2+ \ nu) \ cdots (n + \ nu)>.
  • Lungimea laterală prin dublarea numărului de laturi ale inscripționate regulate n-gon. o _ = \ sqrt >>, \ n prototipurilor \ ge 2,
unde R - raza cercului circumscris.

Liniare Ecuatii repetiție

relație lineară de recurență cu coeficienți constanți are forma:

aici n - numere întregi non-negative, f_ - o secvență de numere, a_, a_, \ ldots, a_ - constante, a_ \ ne 0, \ Varphi (n) - având în vedere funcția de n.

Omogeni liniare Ecuatii repetiție

Să presupunem că o secvență de numere f_, f_, puncte \ satisface o ecuație omogenă recurență liniară f_ + a_f_ + a_f_ + \ ldots + a_f_ = 0, unde n - numere întregi non-negative, a_, \ ldots, a_ - constante prestabilite, și a_ \ ne 0.

Vom nota cu F (z) funcţia generatoare f_, f_, puncte \. Noi construim un polinom K (z) = 1 + a_z + a_z ^ + \ ldots + a_z ^. Acest polinom poate fi privit ca funcție generatoare 1, a_, a_, \ ldots, a_, 0, 0, \ dots. Luați în considerare produsul funcțiilor generatoare C (z) = F (z) K (z). factor C_ la z ^ și r> 0 determinată de relația C_ = f_ 0 + \ ldots + f_ 0 + f_ a_ + \ ldots + f_ 1 = f_ + a_f_ + \ ldots + a_f_ și zero. Acest lucru înseamnă că polinomul C (z) Ea deține mai r-1, prin urmare, gradul de numărătorul funcției raționale F (z) = \ frac mai mică decât cea a numitorul.

Polinomul caracteristic unei ecuații liniare recurență este un polinom g (z) = z ^ + ^ a_z + \ ldots + a_. Rădăcinile acestui polinom se numește caracteristica. Polinomul caracteristic poate fi scrisă ca g (z) = (z- \ alpha _) ^> (z- \ alpha _) ^> \ cdots (z- \ alpha _) ^>, unde \ Alpha_, \ ldots, \ alpha_ - rădăcini diferite caracteristice, e_, \ ldots, E- - multiplicitatea rădăcinilor caracteristice, e_ + e _ + \ ldots + e_ = r.

Polinomul caracteristic g (z) și polinomul K (z) sunt legate de K (z) = z ^ g (\ frac). Astfel,

Funcția rațională poate fi scris ca o sumă de fracții:

Fiecare împușcat în această expresie are forma \ Beta (alfa z 1 \) ^, astfel încât să poată fi extins într-o serie de putere a formei

coeficientul de z ^ n acest număr este egal cu

Prin urmare, funcția de generare F (z) = \ sum _ ^ (\ sum_ ^ P_ (n) \ alpha _ ^) z ^ și f _ = \ sum_ ^ P_ (n) \ alpha_ ^ este soluția generală a ecuației recurență liniare, în cazul în care P_ (n) - polinom n gradul cel mai e_-1.

Să presupunem că doriți să găsiți o soluție f_-f_ + f_ = 0 condiții la limită c f_ = 1 și f_ = 1.

aplicaţii

Există o formulă care exprimă termenul general al unei secvențe recurente liniare prin rădăcinile polinom caracteristic. De exemplu, pentru secvența Fibonacci astfel formula este formula Binet. Formulele de recurență sunt utilizate pentru a descrie momentul algoritmului recursiv pentru a avea acces la sine. În această formulă, timpul necesar pentru soluția a volumului de intrare n. exprimate în termeni de timp a deciziei de suport sarcinile secundare. [1]

notițe

literatură

articole similare