Chuyên đề dãy số - Giải các hệ thức truy hồi
lượt xem 3
download
Tài liệu "Chuyên đề dãy số - Giải các hệ thức truy hồi" trình bày các nội dung chính sau: Sơ lược về dãy số và quan hệ truy hồi trong toán học; Phương pháp giải hệ thức truy hồi; Giải các quan hệ truy hồi. Mời các bạn cùng tham khảo!
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Chuyên đề dãy số - Giải các hệ thức truy hồi
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Copyright 2008 vanhoa Knowledge is power Chuyên I. S l c v dãy s và quan h truy h i trong toán h c Trong toán h c, dãy s là m t danh sách (h u h n ho c vô h n) li t kê các s theo m t th t nào ó. Quan h truy h i là m t ng th c bi u di n dãy s m t cách quy, m i ph n t c a dãy c xác nh b i m t hàm s c a các ph n t tr c. M t s quan h truy h i c xác nh m t cách n gi n có th có nh ng c tính h t s c ph c t p, th nh tho ng c nghiên c u b i các nhà v t lý h c và th nh tho ng l i c nghiên c u b i các nhà toán h c v m t l p c a toán h c c bi t n v i cái tên gi i tích phi tuy n. Ph n này khá ph c t p và không ng d ng nhi u ch ng trình THPT nên s không c c p chuyên này. M t cách t ng quát, h th c f ( n + k ) = g ( f (n + k − 1), f (n + k − 2),..., f (n + 1) ) (B.1) là m t h th c truy h i b c k. Công th c trên còn có th c viêt d i d ng: f n + k = g ( f n + k −1 , f n + k − 2 ,..., f n +1 ) Gi i m t h th c truy h i có ngh!a là tìm m t hàm s không quy theo bi n n n gi n nh t. II. Gi i h th c truy h i " chuyên này chúng ta s ch xét 4 ph ng pháp c b n: • Ph ng pháp th • Ph ng pháp quy n p • Ph ng pháp s d ng nghi m c tr ng • Ph ng pháp s d ng hàm sinh 1. Ph ng pháp th Trong ph ng pháp th gi i các h th c truy h i cho f (n) , s truy h i c a f (n) c s d ng l p i l p l i nhi u l n lo i b# m i giá tr c a f () v ph i. $ hi u rõ h n ph ng pháp này, ta hãy xét m t s ví d . Ví d II.1.1 Xét dãy s ( tn ) xác nh nh sau: c1 | n = 0 tn = * (II.1.1) c2 + tn −1 | n ∈ N u n > 2 thì tn −1 = c2 + tn − 2 , n u n > 3 thì tn − 2 = c2 + tn −3 ,… Nh ng ng th c này là h qu tr c ti p c a (II.1.1) và c dùng xác nh bi u th c không truy h i cho tn : tn = c2 + tn −1 = c2 + c2 + tn − 2 = c2 + c2 + c2 + tn −3 = ... = nc2 + t0 = nc2 + c1 , n ∈ Nên chúng ta có th th%y r&ng tn = nc2 + c1 , n ∈ vanhoa@lqdqt.com Trang 1 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Ví d II.1.2 Xét h th c truy h i: c | n =1 t (n) = n * (II.1.2) at + nc | n ∈ ,n ≥ 2 b v i n là l'y th(a c a b. Gi s r&ng n = bk , k ∈ . Gi i (II.1.2) b&ng ph ng pháp th cho ta: n t ( n ) = at + nc b n n = a at 2 + c + nc b b n a = a 2t 2 + nc + nc b b n n a = a 2 at 3 + c 2 + nc + 1 b b b 2 3 n a a = a t 3 + nc + nc +1 b b b 2 n n a a = a 3 at 4 + c 4 + nc + +1 b b b b 3 2 4n a a a = a t 4 + nc + + +1 b b b b = ... k −1 i kn a = a t k + nc b i =0 b k −1 i a = a k t (1) + nc i =0 b k −1 i k a = a c + nc i =0 b k k −1 i a a = nc + nc b i =0 b k i a = nc i= 0 b k +1 a k i k i −1 a a b Khi a = b , = k + 1 , khi a ≠ b , = . b b a i =0 i =0 −1 b vanhoa@lqdqt.com Trang 2 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i nc ( k + 1) | a = b k +1 a V y, ta c: t ( n ) = −1 b , k = log b n nc |a ≠b a −1 b n Xét h th c + g (n) | n ∈ * t ( n ) = at (I.1.3) b v i a và b là nh ng h&ng s ã bi t. Gi s r&ng t (1) ã c bi t. Rõ ràng, (I.1.3) tr thành (I.1.2) khi t (1) = c và g ( n ) = nc . L i s d ng ph ng pháp th , ta có: n t ( n ) = at + g ( n) b n n = a at 2 +g + g ( n) b b n n = a 2t 2 + ag + g ( n) b b = ... k −1 n = a k t (1) + ai g i =0 bi V i k = logb n . $ ng th c này có th c làm n gi n h n nh sau: k −1 n t ( n ) = a k t (1) + ai g i=0 bi k −1 = a k t (1) + i=0 ( a g ( n )) i k −i k = a k t (1) + j =1 ( a g (b )) −j j Do a k = a logb n = n logb a , nên bi u th c cho t ( n ) tr thành: k t ( n ) = n logb a t (1) + j =1 ( a g (b )) −j j log b a k g (b j ) =n t (1) + j logb a j =1 (b ) k = n logb a t (1) + j =1 ( h (b )) j vanhoa@lqdqt.com Trang 3 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i g (b j ) V i h (b j )= . V y cu i cùng bi u th c cho t ( n ) c a chúng la là t ( n ) = nlogb a ( t (1) + f ( n ) ) v i j logb a (b ) k f (n) = j =1 ( h (b )) . Xét m t s j tr )ng h p riêng c a (II.1.3): n g ( n) • a = 1, b = 2, g (n) = c cho ta t ( n ) = t + c , lúc này log b a = 0 và h ( n ) = logb a = c . T( công 2 n log b a th c trên, ta c t (n) = n ( t (1) + c log 2 n ) = t (1) + c log 2 n n • a = 7, b = 2, g ( n ) = 18n 2 cho ta t ( n ) = 7t + 18n 2 , lúc này log b a = log 2 7 và 2 18n 2 k 2 − log 2 7 h ( n) = log 2 7 = 18n 2 −log 2 7 , công th c cho t (n) là t ( n ) = nlog 2 7 t (1) + 18 ( 2 j ) n j =1 ( 2− log2 7 )( k +1) ( 2 −log 2 7 ) k j 2 −2 = n log 2 7 t (1) + 18 j =1 ( 2( 2 − log 2 7 ) ) = n log 2 7 t (1) + 18 2 ( 2−log 2 7 ) −1 . n 4n 6 • a = 9, b = 3, g ( n ) = 4n6 cho ta t ( n ) = 9t + 4n 6 , lúc này log b a = 2 và h ( n ) = 2 = 4n 4 , nên 3 n k 4 81log3 n +1 − 81 t ( n ) = n 2 t (1) + 4 (3 j ) = n 2 t (1) + j =1 20 2. Ph ng pháp quy n p Quy n p là m t ph ng pháp ki m tra h n là m t ph ng pháp gi i. Xét các ví d : Ví d II.2.1 Xét h th c truy h i 2|n = 0 tn = 3 + tn −1 | n ∈ * C s cho vi c quy n p là, khi n = 0, tn = 2 và 3n + 2 = 2. Gi s r&ng tm = 3m + 2, m ∈ , chúng ta s ch ng minh tm +1 = 3 ( m + 1) + 2 , i u này hi n nhiên úng theo h th c truy h i. Nh ã c c p trên, ph ng pháp quy n p không th dùng tìm ra l)i gi i cho m i h th c truy h i, nó ch có th dùng ki m tra tính úng *n m t h th c. 3. Ph ng pháp nghi m c tr ng H th c truy h i c a f ( n ) là m t ph ng trình truy h i tuy n tính n u và ch n u nó có d ng: k f (n) = gi ( n ) f ( n − i ) + g ( n ) i =1 v i gi ( n ) | i = 1, k và g ( n ) là các hàm s bi n n mà không ph i là hàm s bi n f. H th c truy h i xác nh nh trên là ph ng trình truy h i tuy n tính b c k, v i k là h&ng s và g k ( n ) ≠ 0 . N u g k ( n ) = 0, ∀n thì b c c a ph ng trình truy h i tuy n tính ó nh# h n k. M t ph ng trình truy h i tuy n tính v i h s h ng là ph ng trình có d ng: f ( n ) = a1 f ( n − 1) + a2 f ( n − 2 ) + ... + ak f ( n − k ) + g ( n ) , n ≥ k (II.3.1) V i ai | i = 1, n là h&ng s , g ( n ) là hàm s bi n n mà không ph i là hàm s bi n f. (II.3.1) là m t c a ph ng trình truy h i tuy n tính thu n nh t n u và ch n u g ( n ) ≡ 0 . Ph n l n các h tr c truy h i chuyên này ã c p n u là ph ng trình truy h i tuy n tính v i h s h ng. vanhoa@lqdqt.com Trang 4 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i H th c (II.1.2): c | n =1 t (n) = n at + nc | n ∈ * , n ≥ 2 b v i n là l'y th(a c a b không ph i là m t ph ng trình truy h i tuy n tính b c k v i h&ng s k nào b i n vì s xu%t hi n c a t v ph i. Tuy nhiên, vì n là l'y th(a c a b nên (II.1.2) có th vi t l i: b c | n =1 t ( bk ) = at ( b k −1 ) + cb k | k ∈ * Dùng h(k ) bi u di n t ( b k ) , h th c trên tr thành: c | n =1 h (k ) = * ah ( k − 1) + c 2 k | k ∈ D th%y h th c trên là m t ph ng trình truy h i tuy n tính không thu n nh t b c 1 v i h s h ng. Do h(k ) = t ( b k ) = t ( n ) , vi c gi i h th c tuy n tính t ng ng v i vi c gi i h th c trên. H th c * t ( n ) = t ( n − 1) + t ( n − 2 ) | n ∈ ,n ≥ 2 Xác nh các s Fibonacci khi s d ng i u ki n t ( 0 ) = 0, t (1) = 1 . $ây là m t ph ng trình truy h i tuy n tính thu n nh t b c 2 v i h s h ng. Nh ng h th c trên có th c gi i b&ng cách tr c tiên xác nh m t nghi m chung cho t ( n ) . Nghi m chung này ch a m t s h s ch a xác nh và v i các giá tr c a t ( 0 ) , t (1) ,..., t ( k − 1) , chúng ta có th xác nh c các h s ch a xác nh ó. L%y ví d h th c t ( n ) = 5t ( n − 1) − 6t ( n − 2 ) | n ∈ * , n ≥ 2 , nghi m chung c a nó là t ( n ) = c1 2n + c2 3n (chúng ta s tìm hi u cách tìm nghi m chung này sau), các d s ch a xác nh là c1 và c2 . N u t ( 0 ) = 0 và t (1) = 1 , chúng ta có th th vào t ( n ) = c1 2n + c2 3n xác nh c1 và c2 . Vi c này cho ta f ( 0 ) = c1 + c2 = 0 và f (1) = 2c1 + 3c2 = 1 Do ó c1 = 1, c2 = −1 . Vì v y, t ( n ) = 2n − 3n , n ≥ 0 là nghi m c a h th c t ( n ) = 5t ( n − 1) − 6t ( n − 2 ) . Nghi m chung c a (II.3.1) có th bi u di n d i d ng t ng c a f h ( n ) và f p ( n ) , v i f h ( n ) là nghi m chung cho ph n thu n nh%t c a (II.3.1): f h ( n ) = a1 f h ( n − 1) + a2 f h ( n − 2 ) + ... + ak f h ( n − k ) , n ≥ k và f p ( n ) là nghi m riêng c a f p ( n ) = a1 f p ( n − 1) + a2 f p ( n − 2 ) + ... + ak f p ( n − k ) + g ( n ) , n ≥ k Nh n th%y r&ng f h ( n ) + f p ( n ) là m t nghi m c a (II.3.1). Do ph ng pháp ta s dùng xác nh f p ( n ) s cho chúng ta m t bi u th c f p ( n ) có th không ph i là nghi m c a ph ng trình f ( n ) . Nên vi c tìm f h ( n ) c ng vào f p ( n ) là i u c n thi t. vanhoa@lqdqt.com Trang 5 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Tìm f h ( n ) $ xác nh f h ( n ) chúng ta c n ph i gi i h th c tuy n tính d ng: f h ( n ) = a1 f h ( n − 1) + a2 f h ( n − 2 ) + ... + ak f h ( n − k ) Hay f h ( n ) − a1 f h ( n − 1) − a2 f h ( n − 2 ) − ... − ak f h ( n − k ) = 0 (II.3.1.1) Nh n th%y r&ng (II.3.1.1) có m t nghi m d ng f h ( n ) = Ax . Th vào (II.3.1.1), ta n c: A ( x n − a1 x n −1 − a2 x n − 2 − ... − ak x n − k ) = 0 Ta có th gi s A ≠ 0 , khi ó ta c k x n−k x k − ai x k −i = 0 i =1 Ph ng trình trên có n nghi m (trong ó có n – k nghi m là 0). K nghi m còn l i c a nó là nghi m c a ph ng trình x k − a1 x k −1 − a2 x k − 2 − ... − ak = 0 (II.3.1.2) Ph ng trình (II.3.1.2) g i là ph ng trình c tr ng c a (II.3.1.1) . Trong ph ong trình trên có úng k nghi m. Ta ch xét tr )ng h p nó có úng k nghi m trong . Nghi m c a ph ng trình c tr ng x2 − 5x + 6 = 0 là 2 và 3. Ph ng trình c tr ng x3 − 8 x 2 + 21x − 18 = 0 (II.3.1.3) có các nghi m là r1 = 2, r2 = 3, r3 = 3 , v i 3 là nghi m b i 2. Các nghi m phân bi t c a nó là 2 và 3. inh lý 1. Gi s các nghi m phân bi t c a ph ng trình c tr ng x k − a1 x k −1 − a2 x k − 2 − ... − ak = 0 c a h th c tuy n tính thu n nh t f h ( n ) = a1 f h ( n − 1) + a2 f h ( n − 2 ) + ... + ak f h ( n − k ) là t1 , t2 ,..., t s v i s ≤ k . T n t i m t nghi m chung c a f h ( n ) có d ng: f h ( n ) = u1 ( n ) + u2 ( n ) + ... + us ( n ) v i ( ui ( n ) = ci0 + ci1 n + ci2 n 2 + ... + ciw-1 n w−1 tin ) ây, ti là nghi m b i w. Ph ng trình c tr ng c a ph ng trình truy h i * t ( n ) = 5t ( n − 1) − 6t ( n − 2 ) | n ∈ ,n ≥ 2 2 Là x − 5x + 6 = 0 Nghi m c a ph ng trình c tr ng này là 2 và 3. nh lý 1 cho ta t ( n ) = u1 ( n ) + u2 ( n ) v i u1 ( n ) = c1 2 , u2 ( n ) = c2 3 , Do ó, t ( n ) = c1 2 + c2 3 . n n n n (II.3.1.3) là ph ng trình c tr ng c a h th c truy h i thu n nh t sau: f ( n ) = 8 f ( n − 1) − 21 f ( n − 2 ) + 18 f ( n − 3) Ph ng trình ó có 2 nghi m phân bi t là r1 = 2 và r2 = 3 , v i r2 là nghi m b i 2. Nên, u1 ( n ) = c1 2n , và u2 ( n ) = ( c2 + c3 n ) 3n . Nghi m chung c a h th c truy h i trên là f ( n ) = c1 2n + ( c2 + c2 n ) 3n vanhoa@lqdqt.com Trang 6 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Dãy truy h i cho các s Fibonacci là thu n nh t và có ph ng trình c tr ng x 2 − x − 1 = 0 . Các nghi m c a n 1− 5 1+ 5 1− 5 nó là r1 = và r2 = . Do các nghi m này phân bi t, nên u1 ( n ) = c1 và 2 2 2 n 1+ 5 u2 ( n ) = c2 . Vì v y 2 n n 1− 5 1+ 5 F ( n ) = c1 + c2 2 2 Là nghi m chung c a dãy Fibonacci. S d ng i u ki n F ( 0 ) = 0 và F (1) = 1 , ta c c1 + c2 = 0 và 1− 5 1+ 5 1 1 c1 + c2 = 1 . Gi i cho c1 , c2 ta c c1 = − , c2 = . Nên các s Fibonacci thõa mãn 2 2 5 5 ng th c n n 1 1− 5 1 1+ 5 F (n) = − + 5 2 5 2 $ nh lý 1 cho chúng ta m t ph ng pháp n gi n xác nh nghi m chung c a b%t k+ h th c truy h i tuy n tính tu n nh t b c k v i h s h ng. Chúng ta ch c n xác nh các nghi m c a ph ng trình c tr ng c a nó, Tìm f p ( n ) Hi n ch a có ph ng pháp chung xác nh nghi m riêng f p ( n ) . Bi u th c c a f p ( n ) ph thu c r%t nhi u vào g ( n ) . Chúng ta ch xét 2 tr )ng h p: • g ( n ) là m t a th c bi n n • g ( n ) là hàm s m' theo bi n n Tìm f p ( n ) khi g ( n ) là a th c theo bi n n Khi g ( n ) = 0 , nghi m riêng f p ( n ) = 0 . d Khi g ( n ) = ei ni , ed ≠ 0 , nghi m riêng f p ( n ) có d ng i =1 f p ( n ) = p0 + p1n + p2 n 2 + ... + pd + m n d + m (III.3.2.1.1) V i m = 0 n u 1 không là nghi m c a ph ng trình c tr ng, và n u 1 là nghi m c a ph ng trình c tr ng thì m = k v i 1 là nghi m b i k c a ph ng trình c tr ng. $ xác nh p0 , p2 ,..., pd + m , ta th f p ( n ) vào h th c truy h i r i áp d ng tính ch%t c a ng nh%t th c. Xét ví d u ( n ) = 3u ( n − 1) + 6u ( n − 2 ) + 3n + 2 (III.3.2.1.2) Có g ( n ) = 3n + 2 , ph ng trình c tr ng c a nó là x 2 − 3 x − 6 = 0 . Ph ng trình này không có nghi m x = 1 nên m = 0 , nghi m riêng c a (III.3.2.1.2) có d ng f p ( n ) = p0 + p1n . Th vào (III.3.2.1.2), ta c: p0 + p1n = 3 ( p0 + p1 ( n − 1) ) + 6 ( p0 + p1 ( n − 2 ) ) + 3n + 2 = 3 p0 + 3np1 − 3 p1 + 6 p0 + 6np1 − 12 p1 + 3n + 2 = ( 9 p0 − 15 p1 + 2 ) + ( 9 p1 + 3) n, ∀n ∈ , n ≥ 2 vanhoa@lqdqt.com Trang 7 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i So sánh 2 v c a ng th c trên, ta c 61 p0 = − p0 = 9 p0 − 15 p1 + 2 64 ⇔ p1 = 9 p1 + 3 3 p1 = − 8 61 3 Do ó m t nghi m riêng c a (III.3.2.1.2) là f p ( n ) = − − n 64 8 Xét dãy s f ( n ) = 2 f ( n − 1) − f ( n − 2 ) − 6 (III.3.2.1.3) Ph ng trình c tr ng t ng ng c a nó là x 2 − 2 x + 1 = 0 , nghi m c a nó là r1 = r2 = 1 . Nên, f p ( n ) có d ng: f p ( n ) = p0 + p1n + p2 n 2 Th vào (III.3.2.1.3), ta c: 2 2 ( ) ( p0 + p1n + p2 n 2 = 2 p0 + p1 ( n − 1) + p2 ( n − 1) − p0 + p1 ( n − 2 ) + p2 ( n − 2 ) − 6 ) = ( p0 − 2 p2 − 6 ) + p1n + p2 n 2 , ∀n ∈ , n ≥ 2 So sánh 2 v , ta c p0 = p0 − 2 p2 − 6 p2 = −3 , nên f p ( n ) = p0 + p1n − 3n 2 , m t khác f h ( n ) = ( c0 + c1n )1n , v y f ( n ) = p0 + p1n − 3n 2 + c0 + c1n = c2 + c3 n − 3n 2 v i c2 , c3 là các h&ng s , có th xác nh t( các giá tr c a f ( 0 ) và f (1) . Tìm f p ( n ) khi g ( n ) là hàm s m theo bi n n Khi g ( n ) = ca n v i c và a là h&ng s , thì nghi m riêng f p ( n ) có d ng f p ( n ) = ( p0 + p1n + p2 n 2 + ... + pw n w ) a n V i w = 0 n u a là nghi m c a ph ng trình c tr ng, và b&ng k v i a là nghi m b i k c a ph ng trình c tr ng. Xét h th c truy h i f ( n ) = 3 f ( n − 1) + 2 f ( n − 4 ) − 6 ⋅ 2n (III.3.2.1.4) H th c truy h i thu n nh%t t ng ng là: f h ( n ) = 3 f h ( n − 1) + 2 f h ( n − 4 ) Ph ng trình c tr ng c a nó là: x 4 − 3x3 − 2 = 0 D dàng ki m tra x = 2 không ph i là nghi m c a nó, vì v y nghi m riêng c a (III.3.2.1.4) có d ng: f p ( n ) = p0 2n Th vào (III.3.2.1.4) ta c: p0 2n = 3 p0 2n −1 + 2 p0 2n − 4 − 6 ⋅ 2n , ∀n ∈ , n ≥ 4 ⇔ p0 24 = 3 p0 23 + 2 p0 − 6 ⋅ 24 , ∀n ∈ , n ≥ 4 ⇔ 16 p0 = 24 p0 + 2 p0 − 96, ∀n ∈ , n ≥ 4 48 ⇔ p0 = 5 48 ⋅ 2n Nên m t nghi m riêng c a (III.3.2.1.4) là f p ( n ) = . 5 vanhoa@lqdqt.com Trang 8 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Xét h th c truy h i f ( n ) = 5 f ( n − 1) − 6 f ( n − 2 ) + 4 ⋅ 3n (III.3.2.1.5) 2 Ph ng trình c tr ng c a h th c truy h i thu n nh%t t ng ng là x − 5 x + 6 = 0 , có nghi m r1 = 2, r2 = 3 . Do 3 là nghi m b i 1 (nghi m n) c a ph ng trình c tr ng nên nghi m riêng c a nó có d ng: f p ( n ) = ( p0 + p1n ) 3n Th vào (III.3.2.1.5) ta c: ( p0 + p1n ) 3 = 5 ( p0 + p1 ( n − 1) ) 3n −1 − 6 ( p0 + p1 ( n − 2 ) ) 3n −2 + 4 ⋅ 3n , ∀n ∈ , n ≥ 2 n Chia 2 v cho 3n − 2 , ta c: ( p0 + p1n ) 32 = 5 ( p0 + p1 ( n − 1) ) 3 − 6 ( p0 + p1 ( n − 2 ) ) + 4 ⋅ 32 = ( 9 p0 − 3 p1 + 36 ) + 9 p1n, ∀n ∈ , n ≥ 2 So sánh 2 v , ta th%y 9 p0 = 9 p0 − 3 p1 + 36 ⇔ p1 = 12 . M t nghi m riêng c a (III.3.2.1.5) là: f p ( n ) = ( p0 + 12n ) 3n M t khác, nghi m chung c a ph n thu n nh%t c a nó là: f h ( n ) = c1 2n + c2 3n V y nên nghi m chung c a nó là: f ( n ) = fh ( n ) + f p ( n ) = c1 2n + ( c2 + p0 ) 3n + 12 ⋅ n ⋅ 3n = c1 2n + c3 3n + 12 ⋅ n ⋅ 3n Cho 2 giá tr u, f ( 0 ) và f (1) , ta s tính c giá tr c a c1 và c3 . Tìm k t quá cu i cùng Chúng ta ã bi t f ( n ) = f h ( n ) + f p ( n ) là nghi m chung c a h th c truy h i: f ( n ) = a1 f ( n − 1) + a2 f ( n − 2 ) + ... + ak f ( n − k ) + g ( n ) , n ≥ k (II.3.3.1) S d ng các giá tr ban u f ( 0 ) , f (1) , f ( 2 ) ,..., f ( k − 1) , chúng ta có th tìm c k h&ng s ch a xác nh trong f h ( n ) + f p ( n ) nh n c k t qu duy nh%t v i m i b giá tr ban u cho h th c trên. Tóm t t Ph ng pháp nghi m c tr ng dùng gi i h th c (II.3.3.1) bao g m các b c sau: 1. Vi t ph ng trình c tr ng: k k x − ai x k −i = 0 i =1 2. Xác nh các nghi m phân bi t t1 , t1 ,..., t s c a ph ng trình c tr ng, v i ti là nghi m b i mi , i = 1, n . 3. Xác nh nghi m chung fh ( n ) c a h th c thu n nh%t t ng ng. ( ) f h ( n ) = u1 ( n ) + u2 ( n ) + ... + us ( n ) v i ui ( n ) = ci0 + ci1 n + ci2 n 2 + ... + ciw-1 n w−1 tin , w = mi . 4. Xác nh nghi m riêng f p ( n ) . • N u g ( n ) = 0 , thì f p ( n ) = 0 . vanhoa@lqdqt.com Trang 9 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i d • Khi g ( n ) = ei ni , ed ≠ 0 , nghi m riêng f p ( n ) có d ng i =1 f p ( n ) = p0 + p1n + p2 n 2 + ... + pd + m n d + m (III.3.2.1.1) V i m = 0 n u 1 không là nghi m c a ph ng trình c tr ng, và n u 1 là nghi m c a ph ng trình c tr ng thì m = k v i 1 là nghi m b i k c a ph ng trình c tr ng. • Khi g ( n ) = ca n v i c và a là h&ng s , thì nghi m riêng f p ( n ) có d ng f p ( n ) = ( p0 + p1n + p2 n 2 + ... + pw n w ) a n V i w = 0 n u a là nghi m c a ph ng trình c tr ng, và b&ng k v i a là nghi m b i k c a ph ng trình c tr ng. 5. N u g ( n ) ≠ 0 , s d ng f p ( n ) trên lo i b# t%t c các f ( n − i ) trong (II.3.3.1) b&ng cách thay th f p ( n − i ) cho f ( n − i ) . Sau ó s d ng tính ch%t c a ng nh%t nh c xác nh càng nhi u càng t t các h s ch a bi t. 6. Ghi ra k t qu , f ( n ) = f h ( n ) + f p ( n ) . Gi i h s d ng các giá tr ban u f ( 0 ) , f (1) , f ( 2 ) ,..., f ( k − 1) tìm t%t c các h s ch a bi t còn l i. nh lý 2. Sáu b c trên luôn tìm c nghi m duy nh t cho h th c (II.3.3.1) v i các giá tr kh i u cho tr c. Ví d II.3.5.1. Ph ng trình c tr ng c a h th c truy h i tuy n tính thu n nh t b c 2: un = 6un −1 − 4un − 2 | n ∈ , n ≥ 2 Là x2 − 6 x + 4 = 0 Có 2 nghi m phân bi t x1 = 3 − 5, x2 = 3 + 5 n n Nên ( un = c1 3 − 5 ) ( + c2 3 + 5 ) | n∈ Gi s r&ng ta có u0 = 0 và u1 = 4 5 , v y thì ta có h : 0 0 ( ) + c (3 + 5 ) ⇔ 0 = c + c u0 = c1 3 − 5 2 1 ⇔ 2 c1 = −2 1 4 5 = c (3 − 5 ) + c (3 + 5 ) 1 c2 = 2 u = c (3 − 5 ) + c (3 + 5 ) 1 1 2 1 2 n n V y bi u th c c a u là u = −2 ( 3 − 5 ) + 2 ( 3 + 5 ) | n ∈ n n Ví d II.3.5.2. Xét h th c 5 |n=0 2 9 un = | n =1 2 5un −1 − 6un − 2 + 3n 2 | n ∈ , n ≥ 2 Ph ng trình c tr ung cho ph n thu n nh%t là: x2 − 5x + 6 = 0 Nghi m c a nó là x1 = 2, x2 = 3 Vì v y nghi m chung cho ph n thu n nh%t là hn = c1 2 n + c2 3n | n ∈ vanhoa@lqdqt.com Trang 10 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Do g ( n ) = 3n 2 và 1 không ph i là nghi m c a ph ng trình c tr ng nên nghi m riêng c a un có d ng: pn = a0 + a1n + a2 n 2 Th vào h th c ban u: 2 2 ( ) ( a0 + a1n + a2 n 2 = 5 a0 + a1 ( n − 1) + a2 ( n − 1) − 6 a0 + a1 ( n − 2 ) + a2 ( n − 2 ) + 3n 2) = ( −a0 + 7 a1 − 19a2 ) + ( − a1 + 14a2 ) x + ( 3 − a2 ) x 2 , ∀n ∈ , n ≥ 2 Nên ta có h a0 = − a0 + 7a1 − 19a2 45 21 3 a1 = − a1 + 14a2 ⇔ a0 = , a1 = , a2 = 2 2 2 a2 = 3 − a2 V y nghi m chung c a un là 45 21 3 un = hn + pn = c1 2n + c2 3n + + n + n 2 , ∀n ∈ 2 2 2 5 9 Do u0 và u1 ã c bi t v i giá tr l n l t là và , ta c: 2 2 5 45 = c1 + c2 + 2 2 c = −30 ⇔ 1 9 69 c2 = 10 = 2c1 + 3c2 + 2 2 45 21 3 V y nên un = −30 ⋅ 2n + 10 ⋅ 3n + + n + n 2 , ∀n ∈ 2 2 2 Chúng ta có th ki m tra k t qu này b&ng quy n p Ví d II.3.5.3. Chúng ta hãy gi i h th c: f ( n ) = 10 f ( n − 1) − 37 f ( n − 2 ) + 60 f ( n − 3) − 36 f ( n − 4 ) + 4 | n ∈ , n ≥ 4 V i f ( 0 ) = f (1) = f ( 2 ) = f ( 3) = 1 Ph ng trình c tr ng: x 4 − 10 x3 + 37 x 2 + 60 x − 36 = 0 Hay 2 2 ( x − 3) ( x − 2 ) =0 Có các nghi m x1 = x2 = 2 và x3 = x4 = 3 Do các nghi m u b i 2 nên nghi m chung c a ph n thu n nh%t là: f h ( n ) = ( c1 + c2 n ) 2n + ( c3 + c4 n ) 4n Do g ( n ) = 4 và 1 không ph i là nghi m c a ph ng trình c tr ng nên f p ( n ) có d ng: f p ( n ) = p0 Th vào h th c ban u, ta có: p0 = 10 p0 − 37 p0 + 60 p0 − 36 p0 + 4 Nên p0 = 1 Nghi m chung c a h th c ban u s là: f h ( n ) = ( c1 + c2 n ) 2n + ( c3 + c4 n ) 4n + 1 vanhoa@lqdqt.com Trang 11 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Th n = 0, n = 1, n = 2, n = 3 và s d ng f ( 0 ) = f (1) = f ( 2 ) = f ( 3) = 1 , ta c c1 + c3 = 0 2c1 + 2c2 + 3c3 + 3c4 = 0 ⇔ c1 = c2 = c3 = c4 = 0 4c1 + 8c2 + 9c3 + 18c4 = 0 8c1 + 24c2 + 27c3 + 81c4 = 0 V y nên f ( n ) = 1, ∀n ∈ . Chúng ta có th d dàng ki m tra i u này b&ng quy n p. Bây gi) n u thay i i u ki n bài thành f ( 0 ) = f (1) = f ( 2 ) = 1, f ( 3) = 4 thì sau khi l p h t ng 3 t nh trên ta s tìm c c1 = 6, c2 = , c3 = −6, c4 = 1 , lúc này 2 3 f h ( n ) = 6 + n 2n + ( n − 6 ) 4n + 1, ∀n ∈ . M t l n n a, chúng ta có th ki m tra k t qu này b&ng 2 quy n p. 4. Ph ng pháp s d ng hàm sinh M t hàm sinh G ( z ) là m t chu i l'y th(a vô h n: +∞ G ( z) = ci z i (II.4.1) i =0 Ta nói r&ng m t hàm sinh G ( z ) t ng ng v i hàm s f: → n u và ch n u ci = f ( i ) , ∀i ∈ . Ví d II.4.1. G ( z ) = 2zi t ng ng v i hàm f ( n ) = 2, ∀n ∈ ; i≥0 G ( z) = iz i t ng ng v i hàm f ( n ) = n, ∀n ∈ ; i ≥0 0 | ∀n ∈ , 0 ≤ n ≤ 7 G ( z) = 2zi t ng ng v i hàm f ( n ) = . i ≥8 2 | ∀n ∈ ,8 ≤ n M t hàm sinh có th c bi u di n d i 2 d ng. F ng th nh%t c g i là chu i l y th a, ây là d ng c cho (II.4.1). D ng khác c g i là d ng t )ng minh. Ví d II.4.2. Chu i l'y th(a cho hàm f ( n ) = 1, ∀n ∈ là G ( z ) = z i , nên zG ( z ) = z i . Tr( theo i ≥0 i ≥1 1 v , ta có G ( z ) − zG ( z ) = zi − z i = 1 , d,n n G ( z) = . Vì v y d ng t )ng minh c a chu i l'y i ≥0 i ≥1 1− z 1 th(a z i là . i≥0 1− z 1 L u ý r&ng = z i ch úng v i nh ng giá tr c a z làm chu i z i h i t . Chúng ta không bàn 1 − z i ≥0 i≥0 n v%n này ây. n V i n là s nguyên và i là s t nhiên, h s nh th c c xác nh nh sau: i n n ( n − 1)( n − 2 ) ... ( n − i + 1) = i i ( i − 1)( i − 2 ) ... (1) 3 3⋅ 2 4 4⋅3 −3 ( −3) ⋅ ( −4 ) = 6 Ví d II.4.3. = = 3; = = 6; = 2 2 ⋅1 2 2 ⋅1 2 2 ⋅1 vanhoa@lqdqt.com Trang 12 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i nh lý khai tri n nh th c (hay ng*n g n h n là nh lý nh th c) là m t nh lý toán h c v vi c khai tri n hàm m' c a t ng. C th , k t qu c a nh lý này là vi c khai tri n m t nh th c b c n thành m t a th c có n+1 s h ng: n n n n −i i (a + z) = a z ,n∈ i =0 i T ng quát h n, nh lý c phát bi u d i d ng: n m n i (1 + z ) = z ,n∈ (II.4.2) i =0 i V i m = n n u n ≥ 0 và m = +∞ trong tr )ng h p ng c l i. $ ng th c (II.4.2) cho ta m t s d ng t )ng minh quan tr ng. Ví d II.4.4. V i n = −2 , ta c 1 −2 i 2 = z (1 + z ) i≥0 i −2 ( −2 )( −2 − 1)( −2 − 2 ) ... ( −2 − i ) = −1 i i + 1 Mà = ( )( ) i i ( i − 1)( i − 2 ) ... (1) 1 Nên (1 + z ) 2 = i ≥0 (( −1) ( i + 1) z ) i i 1 Th z b i – z, ta u c 2 = ( ( i + 1) z ) i (1 − z ) i≥0 1 V y d ng t )ng minh c a ( ( i + 1) z ) là i 2 . i≥0 (1 − z ) 1 * $ ng th c (II.4.2) có th dùng tìm d ng t )ng minh c a n | n∈ . (1 − z ) Chúng ta s s m bi t r&ng, hàm sinh có th dùng gi i các quan h h i quy. Nh ng u tiên, chúng ta hãy tìm hi u v các phép toán trên các hàm sinh. Các phép toán trên hàm sinh C ng và tr : N u G1 ( z ) = ci z i và G2 ( z ) = di z i là các hàm sinh t ng ng v i các hàm f1 và f 2 , i≥0 i≥0 thì hàm sinh ng v i f1 ± f 2 là ( ci ± di ) z i , là h qu tr c ti p t( nh ngh!a c a hàm sinh. i≥0 Nhân v i h ng s : N u G1 ( z ) = ci z i là hàm sinh t ng ng v i hàm f , thì i≥0 G2 ( z ) = aG1 ( z ) = aci z i là hàm sinh ng v i a ⋅ f , a là h&ng s . i≥0 0 | n∈ ,0 ≤ n < k Do z k G1 ( z ) = ci z i + k là hàm sinh ng v i hàm s g (n) = , nên nhân m t i ≥0 f (n − k ) | n ∈ , n ≥ k hàm sinh v i z k t ng ng v i vi c d ch chuy n dãy s sang ph i k nv. vanhoa@lqdqt.com Trang 13 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i 1 Ví d II.4.5. " ví d II.4.4, chúng ta ã ch ra r&ng ( ( i + 1) z ) = i 2 , nhân c 2 v v i z, ta nh n i≥0 (1 − z ) i +1 z z z c ( ( i + 1) z ) = 2 hay ( iz ) = i 2 . Nên 2 là d ng t )ng minh cho hàm sinh i≥0 (1 − z ) i≥0 (1 − z ) (1 − z ) ng v i hàm s f ( n ) = n, ∀n ∈ , n ≥ 0 . Tích c a 2 hàm sinh: Tích G1 ( z ) ⋅ G2 ( z ) c a 2 hàm sinh G1 ( z ) = ci z i và G2 ( z ) = di z i là m t i≥0 i≥0 hàm sinh th 3 G3 ( z ) = ei z . Có th d dàng ki m tra i c r&ng ei c cho b i: i≥0 i ei = c j di − j , i ∈ (II.4.1.1) j =0 L u ý r&ng tích c a 2 hàm sinh có tính giao hoán: G1 ( z ) ⋅ G2 ( z ) = G2 ( z ) ⋅ G1 ( z ) $ ng th c (II.4.1.1) cho ta th%y tích c a 2 hàm sinh có th có l i trong vi c tính các t ng. N u 1 G2 ( z ) = z i = , di = 1, ∀i ∈ , thì (II.4.1.1) tr thành: i ≥0 1− z i ei = cj,i ∈ (II.4.1.2) j =0 n Ví d II.4.6. Chúng ta hãy th tìm bi u th c t )ng minh cho t ng s ( n ) = i . T( ví d II.4.5, chúng ta i =1 z ã bi t r&ng 2 là d ng t )ng minh cho hàm sinh ng v i hàm s f ( n ) = n . H n n a, ví d (1 − z ) 1 II.4.2, ta bi t r&ng là d ng t )ng minh cho hàm sinh ng v i hàm s f ( n ) = 1 . Nên, 1− z 1 z z ⋅ 2 = 3 là d ng t )ng minh cho iz i z i . Gi s r&ng d ng chu i l'y th(a c a 1 − z (1 − z ) (1 − z ) i≥0 i ≥0 n z 3 là ei z i . Theo (II.4.1.2), en = i = s ( n ) . Bây gi) chúng ta s tính ei . S d ng nh lý nh (1 − z ) i≥0 i=0 th c ta nh n c: −3 −3 i (1 − z ) = ( −1) z i i ≥0 i −3 Vì v y h s c a z n −1 trong khai tri n c a (1 − z ) là: −3 n −1 ( −3)( −4 ) ... ( −3 − n + 2 ) −1 n −1 ( −1) = ( ) n −1 ( n − 1)( n − 2 ) ... (1) = ( n + 1)( n )( n − 1) ... ( 3) ( n − 1)( n − 2 ) ... (1) n ( n + 1) = 2 vanhoa@lqdqt.com Trang 14 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i z n ( n + 1) Nên, h s en c a z n trong khai tri n l'y th(a c a 3 là = s (n) . (1 − z ) 2 o hàm: L%y o hàm (II.4.1) theo z cho ta: +∞ d (G ( z )) = ici z i −1 (II.4.1.3) dz i =0 Hay +∞ d z dz (G ( z )) = ( ic )i z i (II.4.1.4) i =0 Ví d II.4.7. " ví d II.4.4, khai tri n nh th c ã c dùng tìm d ng t )ng minh cho ( ( i + 1) z ) . Chúng ta c'ng có th i tìm c k t qu này b&ng phép o hàm. T( ví d II.4.2, ta bi t i≥0 1 +∞ d 1 +∞ 1 r&ng zi = . , s d ng (II.4.1.3) cho ta iz i −1 = hay ( i + 1) z i = 2 . i≥0 1− z i =0 dz 1 − z i =0 (1 − z ) Tích phân: L%y tích phân (II.4.1) theo z, ta c: z +∞ ci −1 z i G ( u )du = (II.4.1.5) 0 i =1 i 1 * Ví d II.4.8. D ng t )ng minh cho hàm sinh c a hàm f ( n ) = , n ∈ có th c xác nh b&ng n cách l%y tích phân c a f ( n ) = 1 , t( ví d II.4.2, ta có: 1 = ui 1− u i≥0 Vì v y, z z 1 du = u i du 0 1− u i≥0 0 1 i +1 = z i≥0 z +1 1 i = z i >0 z Nh ng z 1 du = − ln (1 − z ) 0 1− u 0|n = 0 Nên hàm sinh c a hàm s f ( n ) = 1 là − ln (1 − z ) . | n∈ * n ng d ng gi i các h th c truy h i Ph ng pháp s d ng hàm sinh gi i các h th c truy h i s c minh h a rõ nh%t b&ng cách l%y m t ví d . Xét h th c truy h i: 0 |n=0 F ( n) = 2 F ( n − 1) + 7 | n ∈ * vanhoa@lqdqt.com Trang 15 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Nh ng b c gi i các h th c truy h i b&ng hàm sinh là: 1. G i G ( z ) = ai z i là hàm sinh c a hàm F ( n ) , v y thì ai = F ( i ) , ∀i ∈ . i ≥0 2. Thay th t%t c F ( n ) , F ( n − 1) , F ( n − 2 ) ,... b i các ai t ng ng, ví d này sau khi th c hi n * b c 2 ta s c: an = 2an −1 + 7, ∀n ∈ 3. Nhân 2 v c a ng th c nh n c v i z n và l%y t ng 2 v c a t%t c các n mà ng th c còn úng. " ví d này, ta c an z n = 2 an −1an z n + 7zn n ≥1 n ≥1 n ≥1 D ng t )ng minh Chu i l'y th(a −1 1 (1 − az ) ai z i i≥0 −2 2 (1 − az ) ( i + 1) a i z i i≥0 m n i i az n i =0 i 3 (1 − az ) n |n≥0 m= +∞ | n < 0 i +1 4 ln (1 + az ) ( −1) ai z i i ≥1 i 1 i i 5 − ln (1 − az ) az i ≥1 i 1 i i 6 eaz az i≥0 i ! B ng 1. M t s d ng t ng minh và chu i l y th a t ng ng 4. Thay th t%t c các t ng ch a ai b&ng bi u th c t ng ng ch ch a G ( z ) , z và m t s h u h n các ai . Cho m t h th c truy h i b c k s ch còn l i a0 , a1 ,..., ak −1 . " ví d này là: G ( z ) − a0 = 2 zG ( z ) + 7zn n ≥1 5. Thay th các giá tr ã bi t a0 , a1 ,..., ak −1 ( ai = F ( i ) ) : G ( z ) = 2 zG ( z ) + 7zn n ≥1 6. Gi i ph ng trình tìm G ( z ) t( ng th c nh n c. " ây thì: 1 7zn G ( z) = 1 − 2 z n ≥1 7. Xác nh h s c a z trong khai tri n l'y th(a c a ng th c nh n n c b c 6. H s này là an = F ( n ) . V ví d c a chúng ta: G ( z) = 2i z i ⋅ 7zn i≥0 n ≥1 vanhoa@lqdqt.com Trang 16 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i H s c a z n trong tích c a hai chu i trên là : n an = 7 ⋅ 2n −i = 7 ( 2n − 1) i =1 Nên, F ( n ) = 7 ( 2 n − 1) , n ∈ . M t vài ví d ti p ây s minh h a rõ h n k! thu t này. Ví d II.4.2.1. Chúng ta hãy xét dãy các s Fibonacci: Fn = Fn −1 + Fn − 2 , ∀n ∈ * , n ≥ 2 V i F0 = 0, F1 = 1 $ t G ( z) = ai z i là hàm sinh c a hàm Fn . T( nh ngh!a c a hàm sinh, ta có ai = Fi , ∀i ∈ . V y thì i ≥0 Fn = an , Fn −1 = an −1 , Fn − 2 = an − 2 , t( h th c truy h i cho Fn , ta c: * an = an −1 + an − 2 , ∀n ∈ ,n ≥ 2 Nhân 2 v v i z n và l%y t ng t( n = 2 n +∞ , ta c: * an z n = an −1 z n + an − 2 z n , ∀n ∈ ,n ≥ 2 n≥2 n≥2 n≥2 * Nh n xét r&ng t ng trên không th l%y t( n = 0 n +∞ do Fn = Fn −1 + Fn − 2 ch úng v i ∀n ∈ ,n ≥ 2. $ ng th c trên có th c vi t l i nh sau: G ( z ) − a1 z − a0 = z an −1 z n −1 + z 2 an − 2 z n − 2 = z an z n + z 2 an z n = zG ( z ) − a0 z + z 2G ( z ) , ∀n ∈ * ,n ≥ 2 n≥2 n≥2 n ≥1 n ≥0 Th a0 = F0 = 0 và a1 = F1 = 1 và gi i ng th c trên cho G ( z ) , ta c: z G ( z) = 1− z − z2 z = 1+ 5 1− 5 1− z 1− z 2 2 1 1 1 = − 5 1+ 5 1− 5 1− z 1− z 2 2 −1 Do khai tri n l'y th(a c a (1 − az ) là a i z i nên: i≥0 i i 1 1+ 5 i 1− 5 G ( z) = z − zi 5 i≥0 2 i≥0 2 i i 1 1+ 5 1− 5 = − zi 5 i≥0 2 2 n n 1 1+ 5 1− 5 V y nên Fn = an = − , ∀n ≥ 0 . 5 2 2 vanhoa@lqdqt.com Trang 17 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i 0 |n=0 Ví d II.4.2.2. Xét dãy: tn = atn −1 + bn | n ≥ 1 $ t G ( z) = ci z i là hàm sinh c a hàm tn , thì ci = ti , i ≥ 0 . T( công th c truy h i c a dãy, ta có: i≥0 cn = acn −1 + bn, ∀n ≥ 1 Nhân 2 v v i z r i l%y t ng t( n = 1 n n +∞ cho ta: cn z n = a cn −1 z n + bnz n n ≥1 n ≥1 n ≥1 Hay G ( z ) − c0 = az cn −1 z n −1 + bnz n n ≥1 n ≥1 = azG ( z ) + bnz n n ≥1 1 Th c0 = 0 và bi n i, ta c: G ( z ) = bnz n = an zn bnz n 1 − az n ≥1 n ≥0 n ≥1 Áp d ng công th c tích c a 2 hàm sinh, ta có: n n i cn = b ia n −i = ba n . i =1 i =0 ai n i Nên tn = cn = ba n ,n ≥ 0 . i =0 ai n i Ví d II.4.2.3. " ví d tr c, chúng ta ã ch ng minh c r&ng cn = ba n . M t bi u th c t )ng i =0 ai n i minh h n cho cn có th nh n c t( bi u th c t )ng minh c a d n = i . V i a = 1 bi u th c này có i =0 a th c tìm m t cách r%t n gi n, vì v y ta ch xét tr )ng h p a ≠ 1 . Tr c tiên, ta hãy tìm hàm sinh −1 i −1 z zi cho hàm s f ( i ) = i . Ta ã bi t r&ng (1 − z ) = z . Nên, 1 − i = . L%y o hàm theo bi n a i ≥0 a i≥0 ai z, ta c d 1 d zi d zi iz i −1 = = = dz 1 − z dz i≥0 ai i≥0 dz a i i ≥0 ai a a iz i −1 Hay 2 = ( z − a) i≥0 ai az iz i Nhân 2 v v i z, ta c 2 = ( z − a) i≥0 ai 1 Nhân 2 v v i , ta c 1− z az 1 iz i n i 2 = = z n = ( dn z n ) ( z − a ) (1 − z ) 1− z i≥0 a i n ≥0 i =0 ai n ≥0 vanhoa@lqdqt.com Trang 18 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Bây gi) chúng ta c n ph i tìm h s c a z n trong khai tri n c a az 2 ( z − a ) (1 − z ) Khai tri n bi u th c trên, ta c az −2 −1 2 = az ( a − z ) (1 − z ) ( z − a ) (1 − z ) −2 z z −1 = 1− (1 − z ) a a z i +1 i = i z zi a i ≥0 a i≥0 Nên, n −1 1 i +1 dn = a i =1 ai n −1 1 i n −1 1 = + a i =1 a i i =1 a i n 1 −1 1 n a = dn − n + a a 1 −1 a a n +1 − an − a + n Suy ra dn = 2 . a n ( a − 1) Ví d II.4.2.4. Xét h th c truy h i un = 5un −1 − 6un − 2 + 2n, ∀n ∈ , n ≥ 2 v i u0 = u1 = 0 . Gi s G ( z ) = ci z i là hàm sinh ng v i hàm f. V y thì un = cn , un −1 = cn −1 và un − 2 = cn − 2 . Vì th : i≥0 cn = 5cn −1 − 6cn − 2 + 2n, n ≥ 2 Hay cn z n = 5cn −1 z n − 6cn − 2 z n + 2nz n , n ≥ 2 L%y t ng khi cho n = 2 n +∞ : cn z n = 5 z cn −1 z n −1 − 6 z 2 cn − 2 z n − 2 + 2nz n , n ≥ 2 n≥2 n≥2 n≥2 n≥2 Hay G ( z ) − c1 z − c0 = 5 z ( G ( z ) − c0 ) − 6 z 2G ( z ) + 2nz n , n ≥ 2 n≥2 Th c0 = c1 = 0 , ta c: G ( z ) = 5 zG ( z ) − 6 z 2G ( z ) + 2nz n , n ≥ 2 n≥2 Hay G ( z ) (1 − 5 z + 6 z 2 ) = 2nz n n≥2 vanhoa@lqdqt.com Trang 19 10/1/2008
- VanHoa Chuyên dãy s - Gi i các h th c truy h i Nên 2nz n n≥2 G ( z) = (1 − 3z )(1 − 2 z ) 3 2 = − 2 jz j 1 − 3z 1 − 2 z j≥2 = 3 3i z j − 2 2i z j 2 jz j i ≥0 i ≥0 j ≥2 Có th th%y r&ng h s cn c a z lúc này là: n n n cn = 6 j ⋅ 3n − j − 4 j ⋅ 2n − j j =2 j =2 n n j j = 6 ⋅ 3n − 4 ⋅ 2n j =2 3 j =2 2 j j n j 3n +1 − 2n − 3 1 T( ví d II.4.2.3, ta bi t r&ng: = − j =2 3 4 ⋅ 3n 3 j n j 2n +1 − n − 2 1 Và = − j =2 2 2n 2 j 3n +1 − 2n − 3 1 2n +1 − n − 2 1 cn = 6 ⋅ 3n − − 4 ⋅ 2n − 4 ⋅ 3n 3 2n 2 3 n +1 Nên = 2 ( 3 − 2n − 3) − 6 ⋅ 3n−1 − 4 ( 2n+1 − n − 2 ) + 4 ⋅ 2n−1 5 ⋅ 3n 7 = − 3 ⋅ 2n +1 + n + 2 2 5⋅3 n 7 V y un = − 3 ⋅ 2n +1 + n + . 2 2 Cu i cùng m)i các b n hãy t gi i m t s bài toán sau n*m ch*c h n các ph ng pháp nêu trên: Tìm s h ng t ng quát c a dãy s ( un ) trong các tr )ng h p sau sau: 1. u1 = a , un +1 = a + bun . 1 2. u0 = a, u1 = b, un + 2 = ( un +1 + un ) 2 3. u0 = 1, u1 = 2, u2 = 3, un +3 = 18un + 2 − 107un +1 + 210 + n 3 − 5n 2 − 3 4 2 4 2 4. u1 = a , un +1un − un +1un + un − aun +1un − bun +1un + bun +1un − bun +1 = 0 . 5. u0 = a, u1 = b, u2 = c, 2un +3 + un + 2 − 16un +1 − 15un + 4n 2 − 2 = 0 6. u0 = a, u1 = b, u2 = c, 2un +3 + 5un + 2 − 4un +1 − 10un − 3n + n 2 − 4n − 4 = 0 7. u0 = a, u1 = b, 2un + 2 + un +1 − 10un − 3n − n3 + n 2 − 2n − 1 = 0 vanhoa@lqdqt.com Trang 20 10/1/2008
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Chuyên đề lượng giác: Phương trình, hệ phương trình, bất phương trình lượng giác
0 p | 1086 | 411
-
Chuyên đề lượng giác: Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất, một số phương pháp lượng giác hóa
0 p | 2223 | 279
-
Giáo trình Toán chuyên đề - Bùi Tuấn Khang
156 p | 560 | 168
-
Chuyên đề số học: Phần 1 - Nguyễn Văn Thảo
99 p | 281 | 63
-
Dãy số Trần Nam Dũng
5 p | 261 | 44
-
Chuyên đề Khảo sát hàm số - Trần Ninh Tài
2 p | 105 | 9
-
Nắm trọn chuyên đề môn Toán năm 2021: Hình học OXYZ số phức - Phần 2
158 p | 18 | 5
-
Nắm trọn chuyên đề môn Toán năm 2021: Hình học OXYZ số phức - Phần 1
353 p | 15 | 5
-
Kiến thức nội dung sư phạm Địa lí của giáo viên trung học cơ sở và các yếu tố tác động: Nghiên cứu trường hợp giáo viên Lịch sử học bồi dưỡng chuyên môn Địa lí để dạy môn tích hợp ở tỉnh Gia Lai và Tây Ninh
8 p | 9 | 5
-
Chuyên đề Biến đổi Đại số
31 p | 26 | 5
-
Chuyên đề luyện thi vào lớp 10 - ThS.Nguyễn Đăng Tuấn
52 p | 36 | 4
-
572 bài tập trắc nghiệm chuyên đề hàm số 12 nâng cao
72 p | 32 | 4
-
Thực trạng bồi dưỡng chuyên đề dạy học môn Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thông 2018 cho giáo viên
6 p | 12 | 4
-
Biên soạn tài liệu chuyên đề “một số bệnh dịch và cách phòng chống” (chương trình giáo dục phổ thông môn Sinh học)
10 p | 25 | 3
-
Tổ chức thực hiện các dự án học tập để phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh trong dạy học Chuyên đề học tập Sinh học 11
6 p | 9 | 3
-
Đánh giá việc sử dụng Contiguous Cartogram trong giảng dạy chuyên đề dân số
5 p | 24 | 2
-
Tài liệu học tập Toán chuyên đề điện-điện tử
86 p | 8 | 2
-
Xây dựng các chuyên đề Địa lí để bồi dưỡng cho giáo viên Lịch sử cấp trung học cơ sơ đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục
5 p | 43 | 1
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn