2阶常系数线性齐次递推关系

2阶常系数线性齐次递推关系

如果an的递推关系满足

an+C1an-1+C2an-2+...+CKan-k=0,

且初值为 a0=d0,a1=d1,...,ak-1=dk-1,则称这个等式为k阶常系数线性齐次递推关系(linear homogeneous relation of degree k)

四个因素:

1,k阶

2,常系数

3,线性组合

4,齐次(不存在非0项),等式右边为0

多项式

xk+C1xk-1+C2xk-2+...+Ck=0

称为它的特征多项式或特征方程(characteristic equation),其根称为特征根(characteristic root)。

例1,f1=1,f2=1,fn=fn-1+fn-2

特征方程是x2-x-1=0

2,a1=1,a2=3,an=4an-1-4an-2

特征方程是x2-4x+4=0

解法:

假设a,b是an=c1an-1+c2an-2的特征方程x2-c1x-c2=0的两个根

an=(a+b)an-1-(a*b)an-2(韦达定理)

容易验证有an-a*(an-1)=b *(an-1-a *an-2)(等比数列)

递推可以得到:

an-a*an-1=b(an-1-a *an-2)=b2(an-2-a *an-3)=...=bn-1(a1-a *a0)

由此倒推得到

an-ana0=(bn-1+a *bn-2+a2 *bn-3+...+an-1)(a1-a *a0)

假设a,b是an=c1an-1+c2an-2的特征方程x2-c1x-c2=0的两个根

若a≠b,则an=uan+vbn,其中u,v由初值决定

若a=b,则an=a0 *an+(a1-a*a0n*an-1

回到第一个例子

f1=1,f2=1,fn=fn-1+fn-2

特征方程是x2-x-1=0

两个特征根可以解出来s1,s2

于是fn=us1n+vs2n

由f1=1和f2=1得到两个方程带入可解出u和v

斐波那契数列的显性公式为

回到第二个例子

a1=1,a2=3,an=4an-1-4an-2

特征方程x2-4x+4=0

特征根a=2,重数为2可以求出a0=1/4

于是带公式可知an=(1+n)*2n-2

原文地址:https://www.cnblogs.com/sweetlittlebaby/p/12775727.html