遞推關(guān)系的求解
一 基本概念
定義: 確定的數(shù)列 稱為遞推數(shù)列。( 為其的階)
二 基本解法
(1)
(2)
(3)
常系數(shù)線性齊次遞推關(guān)系
將(2)稱為(1)的特征方程
若 是(2)的 重根,則(1)的 個(gè)特解分別為 個(gè)特解的線性組合就是(1)的通解。
設(shè) 找到 ,使
令 可得 .從而 為 的根。
結(jié)論: ,若 有兩個(gè)不動(dòng)點(diǎn) ,則 ,這里 。若 只有一個(gè)不動(dòng)點(diǎn),則 ,這里
三 常用思想:
1.不動(dòng)點(diǎn),特征根
2.無(wú)理化有理(取對(duì)數(shù),化新數(shù)列)
3.多元化少元
4.高次化低次
5.高階降低階
6.非線性化線性
7.非齊次化齊次
8.猜想試解
P103 例6 在正項(xiàng)數(shù)列 中, 求通項(xiàng)公式。
解 對(duì) 兩邊取對(duì)數(shù),得
即
這說(shuō)明數(shù)列 是首項(xiàng)為 ,公比為 的等比數(shù)列,則有
故
P104例8 設(shè)數(shù)列 滿足 且
求證: 是完全平方數(shù)。
證 由 式可得 并代入 式,得
兩式相減
由方程 ,得
那么
通解為
由 ,代入上式解出 ,得
因?yàn)?為正偶數(shù),所以, 是完全平方數(shù).
P106 例9 數(shù)列 中, .
解 構(gòu)建數(shù)列 .
故
化簡(jiǎn)得
所以
數(shù)列 是以2為首項(xiàng),1/2為公比的等比數(shù)列.
所以
P107 例10已知 滿足 ,且 ,求 .
解: 是二階線性非齊次遞推數(shù)列,先設(shè)法將它轉(zhuǎn)化為一階遞推關(guān)系, 故條件變形為:
可見(jiàn) 是常數(shù)列,逐次遞推得
即
P107 例11設(shè)滿足 ,求 .
解: ,解方程 ,得
于是由定理10得,
則:
由已知可得 ,解得
P108 例12已知 滿足 , ,且 ,求 .
解: ,故
兩式相減得
即
則 ,
根據(jù)特征方程求解
.
P108 例13設(shè)正數(shù)列滿足 ,求 .
解:把遞推關(guān)系改寫(xiě)為 ①
令 ,則①為 ②
對(duì)②兩邊取對(duì)數(shù),得 ③
令 ,則③為
利用不動(dòng)點(diǎn)性質(zhì)有 即
故 其中 ,
即 是以 為首項(xiàng), 為公比的等比數(shù)列,由等比數(shù)列的通項(xiàng)公式可知 為常數(shù)數(shù)列,逆推上去,得 ,則 ,故 是以 為首項(xiàng), 為公比的等比數(shù)列,由等比數(shù)列的通項(xiàng)公式可知 .
P109 例14數(shù)列 定義為: ,求證:對(duì)任意的自然數(shù) , , 表示不超過(guò) 的最大整數(shù)。
證明:遞推關(guān)系較為復(fù)雜,結(jié)論又未給出 的表達(dá)式,不妨通過(guò)歸納法探索 的表達(dá)式:
當(dāng) 時(shí), ,
當(dāng) 時(shí), ,
……………
由此可以猜想: . ①
問(wèn)題轉(zhuǎn)化為證明這一猜想,再證 可被3整除。可令
當(dāng) 時(shí), 成立;假設(shè)當(dāng) 和 時(shí)①式成立,則
時(shí),由 的遞推關(guān)系及
可證: ,
又由 ,故 為正整數(shù),
為 內(nèi)的純小數(shù)。
所以 成立。
P110 例15設(shè) 滿足 ,且 ,求 .
解:令 ,則
令 且
所以 利用不動(dòng)點(diǎn)性質(zhì),有
所以 ①,又 ,令 ,則 ,所以
把上述 代入①可得 ,即 , ,故 .
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