Тема . Последовательности и прогрессии

Рекуррентные соотношения

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела последовательности и прогрессии
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#135283

Исследуем рекуррентное соотношение вида

an+2 = pan+1+ qan,
(1)

обычно называемое линейным рекуррентным соотношением второго порядка.

Докажите, что

(a) Ненулевая геометрическая прогрессия {an}= bxn0  удовлетворяет соотношению (1)  тогда и только тогда, когда x0  является корнем его характеристического уравнения.

(b) Ненулевая последовательность {an}= bnxn0  удовлетворяет соотношению (1)  тогда и только тогда, когда x0  является кратным корнем его характеристического уравнения.

Показать доказательство

(a) Если подставить       n
an =bx0  в (1), получится

 n+2     n+1    n
bx0   =pbx0  +qbx0.

Делим на bxn,
  0  получаем

 2
x0− px0− q =0.

Это и есть условие на x0.  В обратную сторону: если x0  удовлетворяет x2− px0− q = 0,
 0  то умножив это равенство на xn,
 0  получаем

 n+2   n+1    n
x0  = px0  + qx0.

Умножив на b,  получаем, что an+2 = pan+1 +qan  верно для всех n.

(b) Подставим an = bnxn
      0  в (1). Получаем

b(n+ 2)xn+2= pb(n+ 1)xn+1+ qbnxn.
       0           0       0

Теперь разделим обе части на bxn0  (это можно сделать, так как b⁄=0  и x0 ⁄= 0  ). После деления остаётся

(n+ 2)x20 = p(n +1)x0+ qn.

Мы видим, что это равенство должно выполняться при всех n.  Чтобы оно было тождеством, коэффициенты при n  и свободный член должны совпадать по обе стороны. Это даёт систему

x20− px0− q =0,  2x0− p= 0.

Первое уравнение означает, что x0  — корень характеристического уравнения, второе — что этот корень является кратным.

В обратную сторону: если выполнены условия x20− px0− q = 0  и 2x0 − p= 0,  то равенство

(n+ 2)x20 =p(n+ 1)x0+ qn

выполняется для любого n.  Умножим его на n
x0,  получим

       n+2         n+1
b(n+ 2)x0  = pb(n+ 1)x0  + qbnxn0.

Это означает, что для        n
an =bnx0  действительно выполняется рекуррентное соотношение

an+2 = pan+1 +qan

при всех n.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!