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No lineales no homogéneas de recurrencia $f(x)^2=f(x+1)+S(x)$ encontrar anidada radical

Quiero resolver la relación de recurrencia

$$f(x)^2=f(x+1)+S(x)$$

donde $S(x)$ es un polinomio dado. El fondo es encontrar anidada radicales expresiones de la forma $$\sqrt{S(x)+\sqrt{S(x+1)+\sqrt{...}}}$$

Estoy especialmente - pero no sólo - interesado en el caso de $S(x)=\tfrac{1}{2}x+\tfrac{1}{2}x^2$.

Yo no tengo ninguna de las técnicas convencionales, como el problema es no lineal.

Lo que he probado hasta ahora:

  • He encontrado en el caso homogéneo $S(x)=0$ soluciones posibles son $$f(x)=1,\qquad f(x)=e^{c 2^x}.$$ Sin embargo, como el problema es no lineal en $f$, dudo que esto puede ser de utilidad.

  • He definido $f(x,t)$ como la solución de $$f(x,t)^2=f(x+1,t)+t S(x)$$ and tried to derive an equation of motion in "time" $t$ which i could integrate with the "intial condition" for $t=0$ dada por la anterior solución homogénea.

  • Otro enfoque es permitir continuo de los valores de $x\in\mathbb{R}$, interpretar $f$ como una función y escribir como una potencia de la serie en $x$, es decir, $$f(x)=\sum_{n=0}^\infty a_nx^n.$$ Entonces la ecuación conduce a un conjunto infinito de ecuaciones no lineales para la secuencia de $(a_n)$. Estas ecuaciones contienen un número infinito de incógnitas y también son no lineales, no parece prometedor...

  • He definido el operador $$Df(x):=f(x)^2-f(x+1)$$ and found some properties, like $$D(f+g)=Df+Dg+2fg$$ $$Df=0\Rightarrow D(fg)=f^2Dg$$ Estas propiedades permiten relacionar las soluciones de los diferentes inhomogenities $S(x)$ a cada uno de los otros, sin embargo, me din no encontrar una manera de aprovechar este.

  • También se encuentra este hilo sobre el caso $S(x)=x+1$

  • Cualquier otra idea??

Gracias por la ayuda.

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Zach466920 Puntos 3631

Sabes que una recurrencia de la relación va a ser difícil de resolver cuando se consigue el conjunto de Mandelbrot,(más o menos un beso de la muerte). $$f^2(x)=f(x+1)+S(x)$$ $$f(x+1)=f^2(x)-S(x)$$ sin embargo, S(x) puede ser cualquier polinomio así que como alternativa... $$f(x+1)=f^2(x)+Q(x)$$ como se menciona en su pregunta, que incluso en el caso donde el "polinomio" es una constante, es difícil. He aquí por qué. Sustituir P(x) con c... $$f(x+1)=f^2(x)+C$$ aquí está la solución código de colores para mostrar que las soluciones de ir hasta el infinito, el más rápido, el rojo y los que no, en negro.

Mandelbrot Set

Tenga en cuenta que esta es la solución para la constante de la solución, esto ni siquiera toma en cuenta las condiciones iniciales de la relación! Usted puede tratar de resolver con anidada radicales o fracciones continuas, o por algún otro método, pero como este es un sistema caótico, tiene pocas posibilidades de tener una solución que se puede usar. Una vez más, esto es sólo para la constante de la solución.

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