二阶常系数线性递推数列的通项公式
笔记
题目: 设 x0=αx_0=\alphax0=α,x1=βx_1=\betax1=β,xn+1=m1xn+m2xn−1x_{n+1}=m_1x_n+m_2x_{n-1}xn+1=m1xn+m2xn−1,求 xnx_nxn 的通项公式。
参考答案
求解方程
λ2−m1λ−m2=0\lambda^2-m_1\lambda-m_2=0λ2−m1λ−m2=0
得到 λ1,λ2\lambda_1,\lambda_2λ1,λ2
情形一: λ1≠λ2∈R\lambda_1\neq\lambda_2\in \mathbb{R}λ1=λ2∈R,则通项公式为
xn=c1λ1n+c2λ2nx_n=c_1\lambda_1^n+c_2\lambda_2^nxn=c1λ1n+c2λ2n
例一: 设 x0=1x_0=1x0=1,x1=2x_1=2x1=2,xn+1=4xn−3xn−1x_{n+1}=4x_n-3x_{n-1}xn+1=4xn−3xn−1,求 xnx_nxn 的通项公式。
参考答案:
求解方程
λ2−4λ+3=0\lambda^2-4\lambda+3=0λ2−4λ+3=0
得到 λ1=1,λ2=3\lambda_1=1,\lambda_2=3λ1=1,λ2=3
则通项公式为
xn=c1+c2⋅3nx_n=c_1+c_2\cdot3^nxn=c1+c2⋅3n
将 x0=1,a1=2x_0=1,a_1=2x0=1,a1=2带入,得到
c1=12,c2=12c_1=\frac{1}{2},c_2=\frac{1}{2}c1=21,c2=21
于是
xn=12+12⋅3nx_n=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}\cdot3^nxn=21+21⋅3n
情形二: λ1=λ2∈R\lambda_1=\lambda_2\in \mathbb{R}λ1=λ2∈R,则通项公式为
xn=(c1+c2n)λnx_n=(c_1+c_2n)\lambda^nxn=(c1+c2n)λn
例二: 设 x0=1x_0=1x0=1,x1=2x_1=2x1=2,xn+1=4xn−4xn−1x_{n+1}=4x_n-4x_{n-1}xn+1=4xn−4xn−1,求 xnx_nxn 的通项公式。
求解方程
λ2−4λ+4=0\lambda^2-4\lambda+4=0λ2−4λ+4=0
得到 λ1=λ2=2\lambda_1=\lambda_2=2λ1=λ2=2
则通项公式为
xn=(c1+c2n)2nx_n=(c_1+c_2n)2^nxn=(c1+c2n)2n
将 x0=1,a1=2x_0=1,a_1=2x0=1,a1=2带入,得到
c1=1,c2=0c_1=1,c_2=0c1=1,c2=0
于是
xn=2nx_n=2^nxn=2n
算完之后才发现,我举得这两个例子好特殊啊。。。不过大致就是这个意思,应该能看懂吧?
2022年2月26日11:25:32
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