高次非负实系数递推数列的数值通项求解及思路深探
2021-06-25窦明华
下一代 2021年3期
窦明华

无论是高考还是竞赛,数列扮演着重要的角色,占据了举足轻重的地位。而对于较为常规的线性实系数递推,已有一套完整的理论体系和解决策略,即使是竞赛中出现的一些非线性逆推数列,也往往可以结合换元,放缩,母函数求导或积分,不动点法等进行求解,在此笔者不作过多赘述。然而总会存在某些非线性递推数列,其通项公式无法仅用初等方法求出,如:
an+1=an2+1 a0=1.求其通项 an.
该问题困扰笔者很长时间,直至笔者意识到其解析通项不存在,并利用数值逼近的思路得到其数值通项,同时将该思路推广至高次形式。本文将对此作出全面详细的阐述,其中将涉及一些简单的高等数学知识,但是配合笔者的描述来进行理解应该并非难事。
考虑如下的递推数列:
为了进行数值估计,我们对求和进行处理:
考察无穷级数
有
故
故由此值判别法知无穷级数收敛,即
其中
下面对rn进行考察:
根据an递增的性质,
故必存在一个充分大的正整数N,使得大于N的整数n满足,
(这里的[x]为取整函数,{x}=x-[x])
于是我们便得到了该数列的数值通项,但必须满足 ,否则将无法对an进行确定,之所以没有将此系数限制条件置于文首,是为了使论述过程更加自然,而在运用此方法时,βk>2βk-1的条件不可忽略。
数列与函数有何联系?这个问题引人深思,它们都建立了變量之间的联系。但相较于数列而言,函数仿佛更胜一筹,这是因为函数的连续性可使其更直观地应用于生活,且函数……
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