11 votos

Método de resolución de secuencias dobles.

Estoy buscando algo de información sobre lo que creo que se llama un verdadero doble de la secuencia. Lo que me llamo la doble secuencia es una función de $\mathbb{N} \times \mathbb{N} \to \mathbb{R}$. Por oposición a esto, que yo llamo de secuencia simple (sólo una secuencia regular), una función de $\mathbb{N} \to \mathbb{R}$.

La recursividad relación

He aprendido que para una simple secuencia, hay métodos para resolver problemas de recursividad definiciones de una secuencia. Por ejemplo, la simple función de $u(n)$ define como $\forall n\in\mathbb{N}, u(n+1)= u(n)+ u(n-1)$, podemos resolver el polinomio característico asociado con esta recursividad relación, y nos encontramos con que el espacio de solución de $S$ es el lapso de los números de Fibonacci $F_n$ y Lucas números de $L_n$ : $S\in Span(F_n,L_n)=Vect(F_n,L_n)$.

Mi problema

Sin embargo, tengo algunos intereses en doble secuencias de $u(i,j)$ definido por una relación de recursividad, de modo que $\forall (i,j)\in \mathbb{N}^2,u(i,j) = f_1(i,j) \cdot u(i,j-1) + f_2(i,j) \cdot u(i-1,j-1)$, con el primer término $u(0,0)$ ser igual a una constante real, vamos a decir $u(0,0) = \alpha$; y que $\forall (i,j)\in \mathbb{Z}^2, (i<0 \vee j<0),u(i,j) = 0$ así los términos con índice negativo en la relación de recursividad cancela a cabo muy bien.

Un cambio de variable?

Alguien me sugirió hacer un cambio de variable, por lo que obtenemos una doble secuencia $v(i,j)$ con el formulario de $\forall (i,j)\in \mathbb{N}^2,v(i,j) = g_1(i,j) \cdot v(i,j-1) + g_2(i,j) \cdot v(i-1,j)$. Por lo tanto, tiene sentido para mí, porque se parece mucho más fácil de calcular.

Mis preguntas

Mis preguntas son:

  • Hay un método general para la solución de $\forall (i,j)\in \mathbb{N}^2,v(i,j) = g_1(i,j) \cdot v(i,j-1) + g_2(i,j) \cdot v(i-1,j)$ ?
  • Hay un método si $g_1$ e $g_2$ son polinomios de segundo orden de $i$ e $j$ : $g_1(i,j) = a + bi + ci^2 + dj + dj^2 + eij + fi^2j + gi^2j^2 + \dots $ ?
  • Hay una representación de la matriz de este sistema que podría ser usada para calcular esto?

Editar debido a Yuval Filmus' comentario

Edit: El comentario resultó ser un poco de ayuda con el usuario llamado Yuval Filmus me dice acerca de las funciones de generación y vinculación de este libro. Básicamente, la idea de esta idea es reemplazar el estudio de la $u(i,j)$ por el estudio de la $\sum \sum u(i,j) x^i y^j$; a continuación, se sustituyen los términos con derivadas parciales como se describe en el libro, y que encienda el problema de la recursividad en un PDE problema. Sin embargo, yo, el problema es que las funciones $g_1$ e $g_2$ son polinomios de orden 2, y no sé cómo hacer que aparezca. Así que me gustaría saber si alguien podría explícitamente vez mi problema en un PDE problema, resolverlo? Luego, una vez que la función $\sum \sum u(i,j) x^i y^j$ ha sido encontrado, usted acaba de hacer el hacer el producto con la familia de funciones $x^i$ e $y^j$ conseguir $u(i,j)$.

Nota al margen: yo no sabía acerca de este método para resolver el problema de la recursividad, pero yo sabía que de la otra manera: reemplazar un PDE con $\sum \sum u(i,j) x^i y^j$ luego de identificar la relación de recursividad, luego resolverlo (suponiendo que era fácil); a continuación, intente reconocer con el conocido expansiones de Taylor.

4voto

Markus Scheuer Puntos 16133

Aquí hay dos documentos que pueden encajar en las necesidades. El primero proporciona un análisis lineal de relaciones de recurrencia en el multi-variable de caso basado en la generación de funciones. El siguiente resumen indica que la geometría en más de una dimensión que hace las cosas mucho más difícil que en el caso unidimensional, pero también muy interesante.

  • Lineal recurrencias con coeficientes constantes: el caso multivariante por Mireille Bousquet-Mélou y Marko Petkovšek

    Resumen: Mientras que en el caso univariante soluciones de recurrencias lineales con constante coeffcients han racional funciones de generación, nos muestran que el multivariante caso es mucho más rica: aunque las condiciones iniciales han racional funciones de generación, las correspondientes soluciones de generación de funciones algebraicas, pero no racional, D-finito pero no algebraicas, e incluso los no-D-finito.

En la sección 4 los diferentes tipos de soluciones que se analizan y criterios están indicadas a partir de la cual el tipo de solución que se pueden derivar. Ejemplos en el caso bivariante son, como siempre (generalizada) Dyck caminos, Caballero de paseos y de algunos otros tipos de caminos.

La segunda recomendación, ofrece un interesante análisis de una subclase de bivariante lineal recurrencias, que fue declarado como problema de investigación , en Concreto de las Matemáticas por R. L. Graham, D. E. Knuth y O. Patashnik.

Un aspecto interesante es que esta clase de recurrencias lineales cubre muchos conocidos números, como Lah números, los números de Stirling de ambos tipos, Euleriano números y muchos más.

De hecho, hay un total de $23$ diferentes secuencias de enteros declaró que se clasifican de acuerdo a los cuatro diferentes tipos de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales (PDEs). Cada una de estas ecuaciones en derivadas parciales se analiza la prestación de este modo de ejemplo ilustrativo de cómo lidiar con funciones de generación, resp. con su subyacente de relaciones de recurrencia.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X