分式一次型遞迴數列不動點無解時無窮數列解的週期

時間 2025-06-18 22:15:19

1樓:網友

俺的粗淺的理解哈者辯,拋磚引玉。

1,特徵方程的由來。

a(n+1) =pa(n)+q]/[ra(n)+h], pr不等於0.

a(n+1)[ra(n)+h] =pa(n)+q],ra(n+1)a(n) +ha(n+1) -pa(n) -q = 0,設b(n) =a(n) -a,【a為待定常數】

0 = r[b(n+1)+a][b(n)+a] +h[b(n+1)+a] -p[b(n)+a] -q = rb(n+1)b(n) +rab(n+1) +rab(n) +ra^2 + hb(n+1) +ah - pb(n) -pa - q

rb(n+1)b(n) +b(n+1)(h+ra) -b(n)(p-ra) +ra^2 + a(h-p) -q.

如果0 = ra^2 + a(h-p) -q有實數汪盯解【就是特徵方程有實數解】。

a(n+1) =pa(n)+q]/[ra(n)+h],就可以轉化成,0 = rb(n+1)b(n) +b(n+1)(h+ra) -b(n)(p-ra),0 = r + h+ra)/b(n) -p-ra)/b(n+1),設c(n) =1/b(n),0 = r + h+ra)c(n) -p-ra)c(n+1).

轉化為1階線性關係了。

上面就是分式1次型不動點特徵方程的由來吧。

2,特徵方程無實數解時的處理。

當(h-p)^2 + 4rq < 0時,特徵方程沒有實數解。

此時,特徵方程有複數解。

記 u = 4rq-(h-p)^2]^(1/2),a = p-h+iu]/(2r)或a = p-h-iu]/(2r)

記v=arctan[u/(p-h)],a = q/r)[cosv + isinv]或a = q/r)[cosv + isinv].

還是將複數a代入,將分式1次型轉化為1階線性型。【不過,現在的線性模型的係數中一定有複數了。】

俺想,週期的秘密就藏在複數a的困嫌和復角v裡面吧。。

因為俺遇到這種問題,都沒去找週期,都是直接傻乎乎地解那個復係數的線性型去了,所以,俺對週期沒有心得。

唉,俺只知道這麼多了。

2樓:網友

不好意思,我才高一,這個題目對我來講還太過了。

分式線性遞迴數列沒有不動點的情況

3樓:網友

可以在複數範圍內有不動點,應該是週期數列。

個人意見:p

4樓:網友

高階等差數列有沒有?只要f(x)恆不等於x就行。

舉個例子f(n)=2^2+3^3+..n^2(n>=2)

求解不動點求數列的問題

5樓:亮亮ve縒搆

第一題,你算錯了。。很明顯2/3應該是方程的根。

兩式相減為 a(n+1)-an=2/3(an-a(n-1))

a(n+1)-5/3an+2/3a(n-1)=0

所以為 3x^2-5x+2=0

第二題,用不動點求x=x/2+1/(4x) x1=gen(2)/2 x2=-gen(2)/2

所以a(n+1)+gen(2)/2=(2a(n)^2+1)/4a(n) +gen(2)/2=(gen(2)a[n]+1)^2/4a[n]

a[ n+1]-gen(2)/2= ……=(gen(2)a[n]-1)^2/4a[n]

兩式相除:令 gen(2)/2=a

a[n+1]+a)/(a[n+1]-a)=(a[n]+a)^2/(a[n]-a)^2

令 b[n]=lg((a[n]+a)/a[n]-a)

有 b[n+1]=2b[n];

第三題:因為有兩個相等的不動點 x=a=0

方法是 1/a[n+1]=(2a[n]+1)/a[n]=2+1/a[n] 等差數列。

這樣可以麼?

不動點和特徵方程解數列有區別嗎

6樓:網友

是有區別的。

當f(x)=x時,x的取值稱為不動點,典型例子: a(n+1)=(a(an)+b)/(c(an)+d)

注:我感覺一般非用不動點不可的也就這個了,所以記住它的解法就足夠了。

我們如果用一般方法解決此題也不是不可以,只是又要待定係數,又要求倒數之類的,太複雜,如果用不動點的方法,此題就很容易了x=(ax+b)/(cx+d)

令 ,即 ,cx2+(d-a)x-b=0

令此方程的兩個根為x1,x2,若x1=x2

則有1/(a(n+1)-x1)=1/(an-x1)+p

其中p可以用待定係數法求解,然後再利用等差數列通項公式求解。

注:如果有能力,可以將p的表示式記住,p=2c/(a+d)

若x1≠x2則有(a(n+1)-x1)/(a(n+1)-x2)=q((an-x1)/(an-x2)

其中q可以用待定係數法求解,然後再利用等比數列通項公式求解。

注:如果有能力,可以將q的表示式記住,q=(a-cx1)/(a-cx2)

簡單地說就是在遞推中令an=x 代入。

a(n+1)也等於x

然後構造數列。

因為指數函式e^x存在這樣的性質,就是不論積還是導形式都不變,所以就把線性方程中的各個項都設成乙個多項式和乙個e^x相乘的形式,而對方程求解的問題就變成了求多項式所構成方程的根的問題,而那個多項式所構成的方程也就是特徵方程。

所謂特徵方程,實際上就是為研究相應的數學物件而引入的一些等式,它因數學物件不同而不同,包括數列特徵方程,矩陣特徵方程,微分方程特徵方程,積分方程特徵方程等等。

下面所介紹的僅僅是數列的特徵方程。

數列特徵方程式。

乙個數列:x(n+2)=c1x(n+1)+c2x(n)

設r,s使x(n+2)-rx(n+1)=s[x(n+1)-rxn]

x(n+2)=(s+r)x(n+1)-srxn c1=s+r c2=-sr

消去s就匯出特徵方程式。

r^2-c1*r-c2=0

高中數學 數列問題

7樓:網友

第三步錯了。

有關分式遞推數列週期性的判斷(非歸納法,是完全判斷法):

概念:形如a(n+1)=(a*an+b)/(c*an+d)稱為分式遞推數列:

首先求出分式函式的不動點,即將a(n+1),an均看成x

然後求x=(ax+b)/(cx+d)的解,若為週期函式,則該方程必有兩個共軛複數根x1,x2(即△<0)。

根據只要求出x1^n=-1的最小n,就是該數列的最小正週期。

如上題:x=1/(1-x),x^2-x+1=0,x=(1±v3)/2=cos60°±isin60°,x^3=-1,週期為3。

8樓:h瀟瀟

由an+1-an+1*an=1

推出1/an+1-1/an=-1

這一步是錯的。

判斷週期數列一般就是算到a5,a6左右)目測法很少。

用不動點法求遞推數列的原理

9樓:匿名使用者

以後學了高等數學就明白了,不動點大多用於極限過程。如數學分析中的隱函式定理、反函式定理的一般形式,微分方程初值問題解的存在唯一性定理,都是利用不動點理論證明的。

至於你的這個問題,是數列的計算技巧問題。這裡利用特徵根(也就是解得的不動點)可以把數列的通項公式寫出來,進而得到週期。可以參看任何一本組合數學的書。

由於數列是分式線性變換的迭代,可以和二階矩陣的乘冪對應,所以也可以利用線性代數的特徵值得到標準形來求解,都是類似的想法。——這就是這個題目背後的數學內容。

具體的內容大概寫起來很長,建議你去查書,組合數學的書或數學競賽書中講組合數學或數列的一部分。

對於高中生,當然可以從更自然的角度去看這個問題:遞推公式可以通過適當的變換,轉化為(乙個或兩個)等比數列求解。

高中數學數列特徵根和不動點法解通項公式的原理是什麼,說的簡單點

10樓:網友

高中數學數列特徵根的原理是韋達定理:

對於形如a(n+2)=p*a(n+1)+q*a(n)的式子,總是存在 r、s 使 a(n+2)-r*a(n+1)=s[a(n+1)-r*a(n)] 化簡得 a(n+2)=(s+r)*a(n+1)-sr*a(n) ,即s+r=p,sr=-q,由韋達定理可知,r、s 就是一元二次方程 x^2-px-q=0 的兩根,也就是特徵根。

不動點法解通項公式的原理是極限思想:

對於形如a(n+1)=aan+b的式子,當n很大時,an其實很接近a(n+1) ,二者近似相等了,即an=a(n+1),於是(an,a(n+1))構成不動點。於是原始轉化為x=ax+b,解得x=b/(1-a),於是又x-b/(1-a)=a(x-b/(1-a)),即a(n+1)-b/(1-a)=a(an-b/(1-a)),於是數列an就是以a為公比的,是首項a1-b/(1-a)的數列,於是就可以求出通項公式了。

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