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[数列] 递推数列极限

$a_1=1,a_2=\frac {5}{4},a_{n}=\frac{(2n+3)a_{n-1}+(2n-3)a_{n-2}}{2n}$

求n趋于正无穷时$a_n$的极限
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本帖最后由 Infinity 于 2019-12-30 17:50 编辑

确认公式没打错吗?数列发散,不存在极限。不过应该可以找到母函数,但是MMA只会用超几何级数(这个级数几乎可以表示很多初等和超越函数,比如雅可比椭圆函数,Gamma函数等等)来表示解,很明显结果是有理数,这说明系数是一些超几何级数的代数和,最后收敛到某个有理数,因此母函数应该可以进一步化简,化简后可能能找到简单一点的通项公式。
  1. RecurrenceTable[{a[
  2.      n] == ((2 n + 3) a[n - 1] + (2 n - 3) a[n - 2])/(2 n), a[1] == 1,
  3.     a[2] == 5/4}, a, {n, 1, 24}]
  4. r1 = %// N
  5. Sol = DSolve[{2 (x^2 + x - 1) y'[x] + (x + 5) y[x] + 12 == 0,
  6.     y[0] == -2}, y[x], x] // Simplify
  7. f[x_] = y[x] /. Sol;
  8. r2 = Table[SeriesCoefficient[f[x], {x, 0, n}], {n, 1, 24}] // N // Flatten
  9. Equal[r1, r2] (* 判断结果是否相等 *)
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{1., 1.25, 2.375, 4.04688, 6.92344, 11.6895, 19.6342, 32.8133, 54.644, 90.7318, 150.297, 248.474, 410.099, 675.891, 1112.57, 1829.4, 3005.22, 4932.6, 8089.98, 13259.4, 21718.6, 35554.8, 58175.7, 95144.3}

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验证微分方程级数解是母函数:
  1. AsymptoticDSolveValue[{2 (x^2 + x - 1) y'[x] + (x + 5) y[x] + 12 == 0,
  2.    y[0] == -2}, y[x], {x, 0, 24}]
  3. % // N
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n趋于无穷时,$a_n$的渐近表达为
  1. AsymptoticRSolveValue[
  2. a[n] == ((2 n + 3) a[n - 1] + (2 n - 3) a[n - 2])/(2 n),
  3. a[n], {n, Infinity, 1}]
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QQ截图20191230180526.png
2019-12-30 18:06

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