matlab递推公式求通项公式,二次递推数列的通项公式?
非常重要的二次递推数列求法形如an+1=Aan2+Ban+C(A≠0,an≠an+1)的递推数列matlab递推公式求通项公式,难度很大。让人大跌眼镜的是某几个省高考居然考了,所以发上来解法,只针对基础很好的同学。其通解要讨论N多种情况,有点混沌的味道。恕我水平有限,现阶段只想出这些特殊情况。an+1=Aan2+Ban+C(A≠0,an≠an+1)基本思路通过线性变换(线性变换是最基本的形式简化方式)xn=an+B/(2A),即化为完全平方将形式简化为xn+1=Axn2+[(4AC-B2+2B)/(4A)]即简化形式xn+1=Pxn2+Q(P≠0)下面只讨论这个形式,暂时只研究P>0的情况。1、Q>0,这个非常难,不幸这个递推数列方程没有解析解(即无法通过初等函数来表达,要用无穷级数来表达,用级数表达难度很大,而其本身失去了简化运算的意义。)2、Q=0,这个形式最简单。两边取对数∴lnxn+1=lnP+2lnxn(xn>0)lnxn+1+lnP=ln(Pxn+1)=2ln(Pxn)注意:若x1<0,要从x2开始,x2肯定大于0。{ln(Pxn)}就是等比数列∴ln(Pxn)=2n-2ln(Px2)xn=(Px2)^2n-2/P(n>1)xn=x1(n=1)△3§Q<0,为了方便讨论及记忆先指定其形式为xn+1=Pxn2-Q(P≠0,Q>0)这种比较难,对于高中生来说能想到线性变换化简都不错了,更后面的变换更难想到。这种题高考是考过的,竞赛更不用说了。(1)两边同时除以Q/2变换为2xn+1/Q=PQ/2(2xn/Q)2-2(P≠0,Q>0)于是形式上变成了rn+1=krn2-2(k>0),对于这个递推形式,容易证明从某项起,这个数列是递增数列,这儿不再详细证明。代换方法是令rn=bn+1/bn,bn+1=bn2(即bn=b1^2n-1)注意:rn,bn>0,若rn≤0,则要从使得rn>0的第m项rm开始,通过rm=bm+1/bm,算出bm,bn=bm^2n-m。数学需要严谨。前面的项是摆动的,无法直接求。这个是最简形式了,这个形式是有解的,可以想想为什么要化为-2。下面以一个例子来说明解这种最简形式的具体求解思路。例:an+1=an2-2,a1=-51/2。求an。令an=bn+1/bn。bn+1+1/bn+1+2=(bn+1/bn)2注意右边可化为(bn+11/2+1/bn+11/2)2=(bn+1/bn)2bn+11/2+1/bn+11/2=bn+1/bn注意这里我们只要满足上面那个等式就行了,具体bn有多少种解我们不关心,所以最简单,只要bn+11/2=bn就行了。显然lnbn+1=2lnbn,{lnbn}是等比数列,注意bn>0,需要an>0来保证,但第二项大于0,所以从第二项起。lnbn=2n-2lnb2a2=3=b2+1/b2,取一个根即可b2=(3+51/2)/2bn=[(3+51/2)/2]^2n-2an=bn+1/bn=[(3+51/2)/2]^2n-2+[(3-51/2)/2]^2n-2(n≥2)an=-51/2(n=1)P<0的情况,只需令yn=-xn就可化为yn=-Pyn2-Q(P<0),即转化成为xn+1=Pxn2+Q(P>0)的形式△综上所述:an+1=Aan2+Ban+C(A≠0,an≠an+1)的递推数列都可以通过线性变换将形式化简成xn+1=Pxn2+Q(P>0)的形式若Q<0,则可以进一步化简为xn+1=kxn2-2(k>0)这样的形式,若m项起xn>0,则通过xn=bn+1/bn,bn=bm^2n-m来求n≥m部分的通项公式(n<m的部分由于数列摆动难以求解)。若是特殊形式,还可以进行降次处理。但是,这只是在实数范围内的解法。如果扩展到复数范围,则完全可以不考虑an的正负,可以让Xn是复数。这样通项公式里就含有了i,但是求出的各项值却都是实数。原因是Xn的幂是2^n-1,含i的项都会有平方。这样完全不影响结果。而且还使通项公式n的取值范围增大
如何由递推公式推导出通项公式?
谢邀。
解决这个问题,我们需要以下前置知识:
1、高中范围数列知识与常用技巧
2、最简单形式的特征根法如果你对以上知识并不了解,可以自行查阅资料。
首先观察题目:
已知 ,求 的通项公式。显然,该递推数列有一个不动点,存在通项公式。
为了使该数列成为易于求解的齐次形式,我们构造数列 ,满足:
并且为了运算简单,我们令 ,则有
我们把递推式中的 用 进行代换,可以得到 ,两边同乘 ,得到
很显然,可以通过特征方程求解
由 的特征方程 ,我们得到两个不等特征根: ,于是 ,又有 ,带入解得 ,至此我们得到 的通项公式:
根据定义,我们得到:
综上所述,我们得到 的通项公式为:
特别感谢 @CZA 在群里提供的齐次思路。
手码公式不易,看完点个赞再走呗 : )