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Primera constante de Foias

Es un hecho conocido que no es la única constante para que los términos de la recursividad

$$x_{n+1}=(1+\frac{1}{x_n})^n, x_1=\alpha$$

tienden a infinito (para los otros valores que empezar a saltar a su alrededor). El valor es conocido como el Foias constante $\alpha=1.1874523511...$

Sin embargo, en el examen de algunas de las expresiones similares, no veo que esto es en ningún sentido una característica especial de este particular recursividad.

Sólo como un ejemplo, si tomamos $p_n$ $n^{th}$ primer número, la recursividad en forma de

$$x_{n+1}=(1+\frac{1}{x_n})^{p_n}, x_1=\alpha_p$$

tiene un valor especial para que $x_n$ tiende a infinito así, porque tan lejos como pude calcular es $\alpha_p \approx 2.5365538743$ y el proceso puede continuar por mucho que me guste.

La prueba de ello, como parece, está llegando desde el cálculo de la misma, aumentando o disminuyendo $\alpha_p$ por una pequeña cantidad, se puede ralentizar $x_{n}$ hasta el infinito tanto como queremos, lo podemos encontrar la constante en cuestión y una vez que hemos llegado a ciertas precisión de este depende el término siguiente.

¿Realmente hay algo especial acerca de la original Foias' recursividad que usted sabe de lo que se evitaría que el de otros casos como el que se menciona aquí?

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alex.peter Puntos 59

Cierto, tiene su propia constante.

En primer lugar, debemos notar que la ecuación:

$$x=(1+\frac{1}{x})^n$$

tiene una solución para cualquier $n$, y que estos están aumentando con el aumento de la $n$ que es fácil de ver si podemos escribir lo anterior como:

$$\frac{n+1}{n}=\frac{\ln(x+1)}{\ln(x)}$$

A continuación, podemos ver que para inicial $0 < x_1 < +\infty$ el segundo término se convierte en limitada a $\underline{x_2} = 1 < x_2 < 8 = \overline{x_2}$ y por muy simple de estimación se puede concluir que la solución de $\beta_n$ $x=(1+\frac{1}{x})^n$ es siempre

$$\underline{x_n} < \beta_n < \overline{x_n}$$

donde $x_n$ es un término en el por encima de la recursividad.

Ahora, podemos observar que el comportamiento de la recursividad está emparejado. Para los valores iniciales $x_2$ cerca de $1$, los términos con el primer par de índices (índices que son números primos, incluso con índices) comenzará tiende a $1$ y aquellos con impar primer índices hasta el infinito, mientras que para los valores de $x_2$ cerca de $8$ vamos a tener exactamente el comportamiento opuesto.

Desde $x_n$ es en realidad nada más que algunos de los más complicados de la función racional $\frac{P(n)}{Q(n)}$ hemos continuidad y, obviamente, para cualquier valor de $x_1$ el valor será positivo. Además de que, como estamos deslizando $x_2$ $2$ hacia $8$, todos los términos con incluso el primer índices comenzará a aumentar sus valores, mientras que los términos con los impares primer índices será la disminución de sus valores. (No tenemos que examinar los valores de $x_2$ bajo $2$ como el primer cero de $x=(1+\frac{1}{x})^n$ $n=2$ es de alrededor de $2.14...$)

Ahora, si queremos que $x_n$ tiene algún valor $b$, necesitamos establecer $x_1$, de modo que podemos llegar a ese valor. Vamos a llamar a $x_1$ con ese valor que establece $x_n=b$ el iniciador de la $b$ $n$ y se marca con $R_n(b)$.

Y ahora comienza el juego. Nos movemos $x_2$ lentamente de $2$ hacia $8$ hasta que no tengamos el valor en $x_{2}$ $x_{3}$ igual. Obviamente, esta va a ser la solución de $x=(1+\frac{1}{x})^5$. Seguimos aumentando $x_2$, hasta alcanzar los $x_{3}$ $x_{4}$ igualdad de condiciones y así sucesivamente. (El exponente en la ecuación es el primer $x=(1+\frac{1}{x})^{p_n}$). Observe que cuando tenemos igualdad en $x_{n}$ $x_{n+1}$ todos los valores anteriores será estrictamente en orden creciente porque primero fueron iguales y nos mudamos $x_2$ en la dirección correcta para hacer de ellos aparte.

Con esto, queremos seguir ajustando $x_1=R_n(\beta_{p_n})$ y esto hace que nuestra constante:

$$\alpha_p=\lim_{n \to \infty} R_n(\beta_{p_n})$$

(Si no $x_1$ la limitada constante, podríamos hablar de $x_2$ ya que es limitado. Pero podemos tomar un muy simple de estimación como $2<x_1<3$ y analizar la forma en que el sistema se comporta a ver que $x_1$ es limitada).

Si analizamos la situación de partida de la disminución de $x_2$ $8$ hacia $2$, podemos ver que esta constante es único, ya que para cualquier otro valor, cada segundo término comienza a llegar a $1$, mientras que la otra mitad va al infinito, más pronto o más tarde.

Esto le da un simple algoritmo para el cálculo de $\alpha_p$ así: encontrar la solución de $x=(1+\frac{1}{x})^{p_n}$ e ir en reversa $$x_{n-1}=\frac{1}{\sqrt[p_n]{x_{n}}-1}$$ hasta llegar a $x_1$.

Para los 50 primeros números primos tenemos:

$$\alpha_p \approx 2.53655387425979$$

P. S. Con el fin de hacer el anterior razonamiento en una completa prueba, tenemos que demostrar que por encima de la $x_{n-1}=\frac{1}{\sqrt[p_n]{x_{n}}-1}$ a partir de $\beta_{p_n}$ es una disminución de serie (dentro de algunos de los posibles pero resonable excepciones que no afectan límite) y que para cualquier $\beta_{p_n}$ el avance de la serie de $x_{n+1}=(1+\frac{1}{x_n})^{p_n}$ no puede ir estrictamente hasta el infinito.

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