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Una recurrencia que se menea?

Considere la siguiente secuencia $a_n$:

$a_1 = 0$

$a_n = 1 + \frac{1}{2^n-2} \sum_{i=1}^{n-1} \binom{n}{i} a_i$

Los primeros son los términos de $0,1,\frac{3}{2},\frac{13}{7},\frac{15}{7}$.

La secuencia que sale de el análisis de un determinado proceso, cuya asymptotics esperamos ser de alrededor de $\log_2 n$. Los cálculos numéricos muestran que, efectivamente, $a_n \approx \log_2 n - C$ donde $C \approx 0.318$. Debe ser fácil de demostrar que $a_n = \log_2 n + O(1)$.

Es cierto que $a_n = \log_2 n - C + o(1)$ para algunas constantes $C$?

Hay algunas secuencias definidas por similares de relaciones de recurrencia para que la "constante" en realidad parte se menea (por desgracia, la referencia que se me escapa).

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m0j0 Puntos 21

Este es el Erdos-Renyi "20 Preguntas" problema. Quieres adivinar un número entero en un conjunto de N elementos mediante la selección de subconjuntos y preguntas de la forma "y es en este subconjunto?". Para la pregunta para proporcionar la información que el subconjunto no puede estar vacío o el conjunto de uneliminated posibilidades, y si un informativo pregunta (subconjunto) se elige al azar uno se pone por encima de la recursividad por la duración esperada del juego.

Erdos y Renyi mostró que el número esperado de preguntas es$\log_2(n)$, además de una no-periódica constante de la función de $\log_2(n)$. No recuerdo si se permitía la poca información de preguntas, por lo que el problema podría ser ligeramente diferentes, pero similares, log-periódica comportamiento debe aparecer en las dos versiones del problema. (agregado: la razón debe ser el mismo que el dominante $\log_2(n)$ término proviene de la concentración de el tamaño del subconjunto aleatorio en torno a $k/2$ donde $k$ es el número de las restantes posibilidades, y el log-periódica parte proviene de la $O(\sqrt{k})$ la dispersión de las subconjunto de tamaño cerca de $k/2$. Lo que sucede en el extremos de la distribución es mucho menos influyente.)

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goric Puntos 5230

No es realmente una respuesta, pero demasiado largo para un comentario.

Una recidiva con un meneo

El siguiente fue propuesto por Lennart Rade en 1991, en una edición de la American Mathematical Monthly, y el la solución aparece en la edición de enero de 1994 problema, en la página 78.

Comienzan con $n$ feria de las monedas de todos los que muestran las colas. Mezcle todos ellos y recoger sólo las monedas con las colas. Repita este procedimiento hasta que todas las monedas muestran cabezas.

El número de monedas muestra de las colas es una cadena de Markov que se inicia en el estado de $n$ y termina en 0. Las probabilidades de transición de son binomial: $p_{n,i}={n \choose i}\left({1\over 2}\right)^n \mbox{ for }0\leq i\leq n$.

La secuencia de $u_n=P_{n+1}(\mbox{chain hits }1)$ satisface $u_0=1$ $n\geq1$ $$u_n=\sum_{j=0}^n{n+1\choose j}2^{-(n+1)} u_{n-j},$$ o $$u_n=\sum_{j=1}^n{n+1\choose j}{2^{-(n+1)}\over 1-2^{-(n+1)}} u_{n-j}.$$

De hecho, este problema se puede resolver de forma explícita dando $$u_n={n+1\over2}\sum_{k=0}^\infty 2^{-k}(1-2^{-k})^n.$$

El análisis de esta expresión muestra que, a pesar de las apariencias, la secuencia de $u_n$ hace no convergen.

Poco a poco oscila alrededor de los pseudo límite de $${1\over2\ln(2)}=.72134$$ con una amplitud de alrededor de $${|\Gamma(1-2\pi i/\ln(2))|\over2\ln(2)}=.00000356.$$
Es un buen ejemplo para mostrar a los estudiantes como las oscilaciones son invisibles gráficamente.

Para ver ejemplos relacionados La asintótica de la probabilidad de un empate para el primer lugar, por B. Eisenberg, G. Stengle, y G. Strang, Anales de la Probabilidad Aplicada 3, 731-745 (1993).

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Android Eve Puntos 545

Noam Elkies da un ejemplo aquí.

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