Równanie rekurencyjne: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
m drobne techniczne
Linia 8:
=== Przykład ===
Przykładem równania rekurencyjnego liniowego jednorodnego jest równanie postaci
: <math>a_{n}a_n=Aa_{n-1}+Ba_{n-2} \,</math>,
 
gdzie dane jest <math>A,B</math>.
 
Załóżmy, że ma ono rozwiązanie postaci <math>a_{n}=r^{n}\;</math>. Podstawiając otrzymujemy:
: <math>r^n=Ar^{n-1}+Br^{n-2}.\,</math>
 
Dzieląc przez <math>r^{n-2}\;</math>,:
: <math>r^2=Ar+B\;</math>,
: <math>r^2-Ar-B=0\;</math>.
 
Równanie to nazywamy '''równaniem charakterystycznym''' równania rekurencyjnego. W tym przypadku jest to równanie kwadratowe.
 
Jeżeli nie ma ono pierwiastków podwójnych, wówczas
: <math>a_n = Cr_1^n+Dr_2^n \,</math>.
 
Jeżeli natomiast równanie charakterystyczne ma pierwiastek podwójny, to
: <math>a_n = (C+Dn)r_1^n \,</math>.
 
''C'' i ''D'' są dowolnymi stałymi a <math>r_1</math> i <math>r_2</math> są pierwiastkami równania charakterystycznego. Jeżeli dane jest <math>a_{1}a_1</math> i <math>a_{2}a_2</math> wówczas można łatwo ułożyć układ równań i otrzymać ich wartość.
 
=== Przykład (ciąg Fibonacciego) ===
Następujący przykład jest rozwiązaniem [[Ciąg Fibonacciego|ciągu Fibonacciego]]:
: <math>a_{n}a_n=a_{n-1}+a_{n-2} \,</math>.
 
Warunki początkowe:
: <math>a_{0}a_0=0, a_{1}a_1=1\,</math>.
 
Równanie charakterystyczne ma następującą postać:
: <math>r^2-r-1=0\;</math>.
 
Pierwiastki tego równania są następujące:
: <math>r_1={1+\sqrt{5}sqrt5\over 2over2}; \quad r_2={1-\sqrt{5}sqrt5\over 2over2}</math>.
 
Pierwiastki są różne, zatem:
: <math>a_n = Ar_1^n+Br_2^n \,</math>.
 
Korzystając z warunków początkowych, układamy układ równań:
: <math>\begin{cases} a_{0}a_0 = 0: A + B = 0, \\ a_{1}a_1 = 1: Ar_1 + Br_2 = 1 \end{cases}.</math>
 
Z rozwiązania tego układu wynika:
: <math>A={1\over \sqrt{5}sqrt5}; \quad B=-{1\over \sqrt{5}sqrt5}</math>.
 
Co po podstawieniu <math>A</math> i <math>B</math> do wzoru na <math>a_n</math> otrzymujemy tzw. wzór Bineta:
: <math>a_n = \frac{1}{frac1\sqrt 5}sqrt5\left(\frac{1 + \sqrt 5sqrt5}{2}\right)^n - \frac{1}{frac1\sqrt 5}sqrt5\left(\frac{1 - \sqrt 5sqrt5}{2}\right)^n</math>.
 
== Zobacz też ==