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特征方程特征根法求解數列通項公式一:A(n+1)=pAn+q,p,q為常數.(1)通常設:A(n+1)-λ=p(An-λ),則λ=q/(1-p).(2)此處如果用特征根法:特征方程為:x=px+q,其根為x=q/(1-p)注意:若用特征根法,λ的系數要是-1例一:A(n+1)=2An+1,其中q=2,p=1,則λ=1/(1-2)=-1那么A(n+1)+1=2(An+1)二:再來個有點意思的,三項之間的關系:A(n+2)=pA(n+1)+qAn,p,q為常數(1)通常設:A(n+2)-mA(n+1)=k[pA(n+1)-mAn],則m+k=p,mk=q(2)此處如果用特征根法:特征方程是y×y=py+q(※)注意:①mn為(※)兩根。②mn可以交換位置,但其結果或出現兩種截然不同的數列形式,但同樣都可以計算An,而且還會有意想不到的驚喜,③mn交換位置后可以分別構造出兩組An和A(n+1)的遞推公式,這個時侯你會發現,這是一個關于An和A(n+1)的二元一次方程組,那么不就可以消去A(n+1),留下An,得了,An求出來了。例二:A1=1,A2=1,A(n+2)=-5A(n+1)+6An,特征方程為:y×y=-5y+6那么,m=3,n=2,或者m=2,n=3于是,A(n+2)-3A(n+1)=2[A(n+1)-3A](1)A(n+2)-2A(n+1)=3[A(n+1)-2A](2)所以,A(n+1)-3A(n)=-2^n(3)A(n+1)-2A(n)=-3^(n-1)(4)yousee消元消去A(n+1),就是An勒例三:【斐波那挈數列通項公式的推導】 斐波那契數列:0,1,1,2,3,5,8,13,21…… 如果設F(n)為該數列的第n項(n∈N+)。那么這句話可以寫成如下形式: F(0)=0,F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥3) 顯然這是一個線性遞推數列。 通項公式的推導方法一:利用特征方程 線性遞推數列的特征方程為: X^2=X+1 解得 X1=(1+√5)/2,X2=(1-√5)/2. 則F(n)=C1*X1^n+C2*X2^n ∵F(1)=F(2)=1 ∴C1*X1+C2*X2 C1*X1^2+C2*X2^2 解得C1=1/√5,C2=-1/√5 ∴F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n-[(1-√5)/2]^n}【√5表示根號5】 通項公式的推導方法二:普通方法 設常數r,s 使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)] 則r+s=1,-rs=1 n≥3時,有 F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)] F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)] F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)] …… F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)] 將以上n-2個式子相乘,得: F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)] ∵s=1-r,F(1)=F(2)=1 上式可化簡得: F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1) 那么: F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1) =s^(n-1)+r*s^(n-2)+r^2*F(n-2) =s^(n-1)+r*s^(n-2)+r^2*s^(n-3)+r^3*F(n-3) …… =s^(n-1)+r*s^(n-2)+r^2*s^(n-3)+……+r^(n-2)*s+r^(n-1)*F(1) =s^(n-1)+r*s^(n-2)+r^2*s^(n-3)+……+r^(n-2)*s+r^(n-1)(這是一個以s^(n-1)為首項、以r^(n-1)為末項、r/s為公差的等比數列的各項的和) =[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s) =(s^n-r^n)/(s-r) r+s=1,-rs=1的一解為s=(1+√5)/2,r=(1-√5)/2 則F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n-[(1-√5)/2]^n}三:最后準備好了嗎,咱們來看最刺激,最具挑戰性的一組:A(n+1)=(MAn+N)/(CAn+D)M,C不同時為零此題一般可以避開求通項公式而另辟蹊徑的方法,比如數學歸納法一類的等等,但是如果一定要挑戰一下自己,那我們現在就開始通項公式之路(1)此處似乎只能用特征根法:特征方程:x+(Mx+N)/(Cx+D)①特征方程有兩個不等的實根,設為α,β,則{(An-α)/(An-β)}為等比數列注意:α,β可以互換位置②特征方程有一個實根,α則{1/(An-α)}偉等差數列③特征方程沒有實數根,則{An}為循環數列,每年總要有幾個題要來個A2007,A2008,A2009,A20xx例四:這個例題的數字給的十分有意思——偉強A(n+1)=(3An+4)/(2An+3)特征方程:x=(3x+4)/(2x+3),x=±√2則{(An+√2)/(An-√2)}為等比數列(A(n+1)+√2)/(A(n+1)-√2)=[(3An+4)/(2An+3)+√2]/[(3An+4)/(2An+3)-√2]=[(3+√2)An+(3√2+4)]/[(3-2√2)/(4-3√2)]=(3+2√2)/(3-2√2)×(An+√2)/(An-√2)=(√2-1)^4×[(An+√2)/(An-√2)]