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悠闲数学娱乐论坛(第2版)
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初等数学讨论
» 一道归纳猜想题背后的原理
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发表于 2018-5-4 10:55
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一道归纳猜想题背后的原理
实数$a,b$满足$a+b=1,a^2+b^2=3,a^3+b^3=4,a^5+b^5=7,a^5+b^5=11,\cdots,$,求$a^{11}+b^{11}$.
很容易找到规律:前两项的和等于后一项。
我想问的是这个规律背后有没有什么原理?
我用MM算了一下,令$a+b=x,a^2+b^2=y$,然后计算出$a^3+b^3,a^4+b^4,\cdots$,再解方程 $x+y=a^3+b^3,y+a^3+b^3=a^4+b^4,a^3+b^3+a^4+b^4=a^5+b^5,\cdots$,发现方程不论有几个,最终的解是固定的。整数解只有$a+b=0,a^2+b^2=0$和$a+b=1,a^2+b^2=3$两组,还有一些无理数解。为什么不论方程有几个,最终的解都是固定的呢?
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发表于 2018-5-4 11:03
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齐次线性递推数列的通解啊
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郝酒
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发表于 2018-5-4 11:44
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为什么是线性递推数列呢?涉及到乘方了啊?怎么就是线性的呢?
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kuing
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发表于 2018-5-4 12:31
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郝酒
递推数列形如 `a_{n+2}=pa_{n+1}+qa_n`的通项的形式你不会不知道吧?
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发表于 2018-5-4 14:56
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我知道,但是不知道如何建立两者的联系。或者这样问,为什么只有在$a+b=1,a^2+b^2=3$时,才有这样的递推性质呢?
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kuing
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发表于 2018-5-4 15:20
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郝酒
如果特征方程 `x^2=px+q` 的两根 `x_1\ne x_2`,则 `a_{n+2}=pa_{n+1}+qa_n` 的通项一定能写成 `a_n=Ax_1^n+Bx_2^n` 的形式,反之亦然。
所以,对于1#的题,令 `a_n=a^n+b^n`,则存在 `p`, `q` 使 `a_{n+2}=pa_{n+1}+qa_n`,至于 `p`, `q` 是什么,就取决于某两项的值,而1#的数据恰好使 `p=q=1`。
如果改一下数据,比如改成 `a + b = 1`, `a^2 + b^2 = 4`,则结果为 `a_{n+2}=a_{n+1}+\frac32a_n`,不信你验算一下。
$\href{https://kuingggg.github.io/}{\text{About Me}}$
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kuing
理解了,谢谢ku版
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力工
请科谱下,还没不知道呐
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