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N-nacci identidades: La pregunta Final (generalización de tiempo!)

Bueno por lo que aquí es mi trabajo personal en el conjunto de problemas. Sólo tengo la pregunta 5 restantes que implica la generalización de cualquier secuencia recursiva. $n$'s corresponden a las $n$ en n-nacci.

Espero escribir un artículo en el que hablo de mis resultados y elaborar un teorema que describe un método para encontrar cualquier ath plazo de una recursividad de la secuencia. (A partir de un n-nacci secuencia)

Enlaces a anteriores publicaciones: Los Números De Fibonacci - Análisis Complejo

Fibonacci( Binet la Fórmula de Derivación)-Revisado con el trabajo que se muestra

Aquí está mi intento en el conjunto de problemas en la página 106 hasta ahora: (Número 5 es la única pregunta que me han dejado) http://www.math.binghamton.edu/sabalka/teaching/09Spring375/Chapter10.pdf

(2) Para obtener una generación de función para $f_a$, tenga en cuenta que el n-nacci de la serie está definida por la secuencia de los números de $f_a = f_{a-1}+f_{a-2}+f_{a-3} \cdots + f_{a-n}, \ldots )$.
Si rompemos esta en $n+1$ separado la generación de funciones y los suma para obtener la generación de la función $F(z)$ será algo parecido a:
para un $F(z) = f_0+f_1z+f_2z^2+...+f_az^a$

$$(0,1,0,0,0...) \rightarrow\,z)$$ $$+(0,f_0,f_1,f_2, \cdots )\to\,zF(z)$$ $$+ (0,0,f_0,f_1,f_2, \cdots )\to z^2F(z)$$
$$+ (0,0,0,f_0,f_1,f_2, \cdots )\to z^3F(z)$$ $ \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \small \bullet $
$ \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \small \bullet $
$ \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \small \bullet $ $$+ (0_1,0_2,0_3, \cdots ,0_n,f_0,f_1,f_2, \cdots )\to z^nF(z)$$ Todo esto es igual a $$(0,1, \cdots f_{a-1}+f_{a-2}+f_{a-3} + \cdots +f_{a-n})\to z+zF(z)+z^2F(z)+z^3F(z) + \cdots + z^nF(z)$$
Por lo tanto,$F(z)=z+zF(z)+z^2F(z)+z^3F(z) + \cdots + z^nF(z)$, solución para $F(z)$ obtenemos
$$F(z) = \frac {z}{1-z-z^2-z^3- \cdots - z^n} \bullet$$
Estoy en el camino correcto?

~

Sentí que tendría más sentido hacer (2) antes de (1) (1)
*En primer lugar tenga en cuenta que por la fórmula cuadrática, las dos raíces del denominador son $\varphi,\bar \varphi$ donde $\varphi= \frac {1+\sqrt5}{2}$.
$$\lim_{n\to\infty}\left|\frac{f_{n+1}z^{n+1}}{f_nz^n}\right|=|z|\lim_{n\to\infty}\frac{f_{n+1}}{f_n}=\varphi|z|\;,$$

de modo que el radio de convergencia es $\dfrac1\varphi=\dfrac{-1+\sqrt5}2$
No tienen ninguna idea de cómo generalizar esto a un n-nacci secuencia.

~

(3)
$Res(f,c) = \frac{1}{a-1!}\lim_{z\to c}\frac{d^a-1}{dz^a-1} ((z-c)^aF(z)$ para un polo de orden $a$.

$$1=Res_{z=0}z^{-1}$$ then $z^{+1}$ sería la extracción de plazo:
$$f_a=Res_{z=0}\frac{1}{z^{a+1}} \sum_{n>1}{f_az^a}$$

Podría yo, en lugar de generalizar esto?

$$\operatorname {Res}_{z=0}\left(\frac{z}{z^{a+1}(1-z-z^2-z^3- \cdots -z^n)}\right)$$
$$\begin{align*} &=\frac1{a!}\lim_{z\to 0}\frac{d^a}{dz^a}\left(z^{a+1}\frac{z}{z^{a+1}(1-z-z^2-z^3- \cdots - z^n)}\right)\\ &=\frac1{a!}\lim_{z\to 0}\frac{d^a}{dz^a}\big(F(z)\big)\\ &=\frac1{a!}\lim_{z\to 0}\frac{d^a}{dz^a}\sum_{k\ge 0}f_kz^k\\ &=\frac1{a!}\lim_{z\to 0}\sum_{k\ge 0}f_k\frac{d^a}{dz^a}z^k\\ &=\frac1{a!}\lim_{z\to 0}\sum_{k\ge a}f_k \Big( \prod_{i=0}^{a-1} (k-i) \Big)z^{k-a}\\ &=\frac1{a!}\lim_{z\to 0}\left(f_aa!+\sum_{k>a}f_k \Big( \prod_{i=0}^{a-1} (k-i) \Big) z^{k-a}\right)\\ &=f_n+\frac1{a!}\lim_{z\to 0}z\sum_{k\ge a+1}f_k \Big( \prod_{i=0}^{a-1} (k-i) \Big) z^{k-(a+1)}\ &=f_n\; \bullet \end{align*}$$

1voto

Andy Puntos 21

Aquí es la generalización que está buscando probablemente (con un par de detalles de izquierda a rellenar):

Pseudo-teorema: Supongamos que $f_n$ es una secuencia definida por una relación de recurrencia con una generación de función $g(z)$. Entonces si $g(z)$ satisface ciertas propiedades (cuáles son las propiedades que se requieren para hacer la prueba?), a continuación, se puede derivar una fórmula explícita para $f_n$ través $f_n + \sum_{z\neq 0} Res_z \frac{1}{z^{n+1}g(z)}=0$.

Como un primer intento por averiguar qué propiedades de $g$ debe satisfacer, trate de ver lo que es necesario si se supone que $g(z)$ es una función racional. Tenga en cuenta que necesitará para ser un poco más explícito sobre la parte (4) antes de que pueda obtener una respuesta satisfactoria aquí. También, si se asume que el denominador de $g$ sólo ha simple raíces, usted debe ser capaz de llegar a un lugar explícito de la fórmula en términos de la factorización. Para esto, el siguiente resultado (lo que usted debe probar; no se utiliza nada más que el producto de la regla) es útil:

Lema Si $a$ es una simple raíz de un polinomio $p(z)$,$\displaystyle \lim_{z\to a} \frac{p(z)}{(z-a)}=p'(a)$.

A ver por qué este lema es útil, tratar de convertir lo que hasta ahora para (4) en la fórmula de Binet.


Edit: la Adición de una respuesta a la recién actualizada pregunta (en realidad, es de mala etiqueta para cambiar continuamente lo que están pidiendo en una pregunta, como se hace anteriores respuestas aspecto irrelevante).

El radio de convergencia de una función de $f(z)=\displaystyle\sum_{i\geq 0} a_i z^i$$\inf \{ \left| z \right| \mid z \in \mathbb C \text{ and } f \text{ has a pole/singularity at } z\}$. La declaración se puede encontrar en wikipedia. Es fácil demostrar que el radio de convergencia es en la mayoría de este valor, pero probando la otra dirección, se requiere un poco de análisis complejo. La página de wikipedia de enlaces a otro artical que (en la sección comentarios) tiene una breve prueba de dibujo.

Por lo tanto, para una función racional, siempre y cuando el denominador no es un múltiplo de a $z$, tiene un no-cero radio de convergencia.


Hay un poco más sutil pregunta que se debe hacer con la generación de funciones. Dada una secuencia $(f_n)$, siempre puedes formar la generación de la función $\sum f_n z^n$ como un poder formal de la serie, y si la secuencia satisface la relación de recurrencia, la generación de la función de frecuencia de satisfacer algún tipo de algebraicas y ecuaciones diferenciales, y en este caso, usted puede a menudo utilizan esta ecuación a resolver para la generación de función (como lo hizo en este problema). Sin embargo, hay una advertencia importante. Al menos a priori, ya que el anillo de poder formal de la serie es diferente de el anillo de poder de la serie con los no-cero de los radios de convergencia es diferente de la del anillo de continuo/suave funciones definidas en un barrio de $0$, siendo que hay una solución para que en uno de estos lugares no significa que hay una solución en otro, e incluso si los hay, no significa que le corresponden.

Para dar una analogía, se puede considerar formalmente la suma de $s=1+2+4+8+\ldots$, ignorando los problemas de convergencia. Hablando formalmente $s=2s+1$ (debido a la multiplicación por 2 turnos de muy largo plazo), y por tanto, si la suma convergente a un número en $\mathbb R$, tendría que convergen a $-1$, debido a que es la única solución a nuestro restringiendo la ecuación en $\mathbb R$. Una suma de números positivos no pueden ser negativos, aunque. El problema es que, en la medida en que trabajar formalmente con las sumas de este tipo tiene ningún sentido, hay varias soluciones a la ecuación de $s=2s+1$ cuando se trabaja formalmente.

La buena noticia es que todo funciona muy bien por la n-números de Fibonacci, o más generalmente lineal constante el coeficiente de recurrencias (creo).

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