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Forma cerrada $K(n)=[0;\overline{1,2,3,...,n}]$

Acabo de empezar a jugar con bastante sencillo periódico fracciones continuas, y tengo una pregunta. Las fracciones pueden ser representados "linealmente": para $n\in\Bbb N$, $$K(n)=[0;\overline{1,2,3,...,n}]$$ Estoy buscando una forma cerrada para $K(n)$. Me encontré con los primeros.

$n=1$: $$K(1)=\frac1{1+K(1)}$$ $$\Rightarrow K(1)=\frac{-1\pm\sqrt{5}}2$$ $n=2$: $$K(2)=\frac1{1+\frac1{2+K(2)}}$$ $$\Rightarrow K(2)=-1\pm\sqrt{3}$$ $n=3$: $$K(3)=\frac1{1+\frac1{2+\frac1{3+K(3)}}}$$ $$\Rightarrow K(3)=\frac{-4\pm\sqrt{37}}3$$ $n=4$: $$K(4)=\frac1{1+\frac1{2+\frac1{3+\frac1{4+K(4)}}}}$$ $$\Rightarrow K(4)=\frac{-9\pm2\sqrt{39}}5$$ Como usted puede ser capaz de decir, estos resultados se encuentran todos al simplificar la fracción, hasta que uno tiene una ecuación cuadrática en $K(n)$, punto en el cual la fórmula cuadrática se puede aplicar.

Me sorprendería si no había una forma cerrada de expresión para $K(n)$, ya que se pueden encontrar de la misma manera. He fallado a reconocer los patrones numéricos en los resultados, sin embargo.

Así que tengo dos preguntas:

$1)$: ¿Cómo hace uno para expresar $K(n)$ en la $\operatorname{K}_{i=i_1}^\infty \frac{a_i}{b_i}$ notación? Yo estaba pensando en algo como $$K(n)=\operatorname{K}_{i\geq0}\frac1{1+\operatorname{mod}(i,n)}$$ $2)$: ¿Qué es una forma cerrada para $K(n)$?

Gracias.

Actualización:

Estoy bastante seguro de que todos los $\pm$ signos en el principio de la pregunta debe ser cambiado a un $+$ signo.

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Connor Harris Puntos 132

El seguimiento de Daniel Schepler del comentario. Vamos $$P_n(x) = \frac{1}{1 + \frac{1}{2 + \ddots \frac{1}{n+x}}}.$$ This is basically the RHS of the recurrence equation for $K(n)$. Entonces: \begin{align*} P_1(x) &= \frac{1}{x+1} \\ P_2(x) &= \frac{x+2}{x+3} \\ P_3(x) &= \frac{2x+7}{3x+10} \\ P_4(x) &= \frac{7x+30}{10x+43} \\ P_5(x) &= \frac{30x+157}{43x+225} \\ P_6(x) &= \frac{157x+972}{225x+1393}. \end{align*} Tenga en cuenta que $P_n(x) = P_{n-1}\left( \frac{1}{x+n}\right)$. Por lo tanto, si $P_{n-1}(x) = \frac{ax+b}{cx+d}$, luego \begin{align*}P_n(x) &= \frac{\frac{a}{x+n} + b}{\frac{c}{x+n} + d} \\ &= \frac{bx + (a+bn)}{dx + (c+dn)} \end{align*} Así, en general, se puede escribir $$P_n(x) = \frac{a_n x + a_{n+1}}{b_n x + b_{n+1}}$$ donde $a$ e $b$ satisfacer la recurrencia $a_{n+1} = a_{n-1} + n a_n$ , y, asimismo, para $b$, con las condiciones iniciales $a_1 = 0, a_2 = b_1 = b_2 = 1$. Esta recurrencia da la OEIS secuencias vinculadas por Jean-Claude Arbaut. $K(n)$ es una solución a $x - P_n(x) = 0$, o una raíz de la ecuación cuadrática $$b_n x^2 + (b_{n+1} - a_n) x - a_{n+1} = 0.$$

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