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  • 1 # 南風微涼一夢花開

    非常重要的二次遞推數列求法

    形如an+1=Aan2+Ban+C(A≠0,an≠an+1)的遞推數列,難度很大。

    恕我水平有限,現階段只想出這些特殊情況。

    an+1=Aan2+Ban+C(A≠0,an≠an+1)

    基本思路透過線性變換(線性變換是最基本的形式簡化方式)xn=an+B/(2A),即化為完全平方將形式簡化為

    xn+1=Axn2+[(4AC-B2+2B)/(4A)]

    即簡化形式xn+1=Pxn2+Q(P≠0)

    1、Q>0,這個非常難,不幸這個遞推數列方程沒有解析解(即無法透過初等函式來表達,要用無窮級數來表達,用級數表達難度很大,而其本身失去了簡化運算的意義。)

    2、Q=0,這個形式最簡單。

    兩邊取對數

    ∴lnxn+1=lnP+2lnxn(xn>0)

    lnxn+1+lnP=ln(Pxn+1)=2ln(Pxn)

    注意:若x1

    {ln(Pxn)}就是等比數列

    ∴ln(Pxn)=2n-2ln(Px2)

    xn=(Px2)^2n-2/P(n>1)

    xn=x1(n=1)

    △3§Q

    先指定其形式為xn+1=Pxn2-Q(P≠0,Q>0)

    這種比較難,對於高中生來說能想到線性變換化簡都不錯了,更後面的變換更難想到。這種題高考是考過的,競賽更不用說了。

    (1)兩邊同時除以Q/2

    變換為2xn+1/Q=PQ/2(2xn/Q)2-2(P≠0,Q>0)

    於是形式上變成了

    rn+1=krn2-2(k>0),對於這個遞推形式,容易證明從某項起,這個數列是遞增數列,這兒不再詳細證明。

    代換方法是令rn=bn+1/bn,bn+1=bn2(即bn=b1^2n-1)

    注意:rn,bn>0,若rn≤0,則要從使得rn>0的第m項rm開始,透過rm=bm+1/bm,算出bm,bn=bm^2n-m。數學需要嚴謹。

    前面的項是擺動的,無法直接求。

    這個是最簡形式了,這個形式是有解的,可以想想為什麼要化為-2。

    下面以一個例子來說明解這種最簡形式的具體求解思路。

    例:an+1=an2-2,a1=-51/2。求an。

    令an=bn+1/bn。

    bn+1+1/bn+1+2=(bn+1/bn)2

    注意右邊可化為(bn+11/2+1/bn+11/2)2=(bn+1/bn)2

    bn+11/2+1/bn+11/2=bn+1/bn

    注意這裡我們只要滿足上面那個等式就行了,具體bn有多少種解我們不關心,所以最簡單,只要bn+11/2=bn就行了。

    顯然lnbn+1=2lnbn,{lnbn}是等比數列,注意bn>0,需要an>0來保證,但第二項大於0,所以從第二項起。

    lnbn=2n-2lnb2

    a2=3=b2+1/b2,取一個根即可b2=(3+51/2)/2

    bn=[(3+51/2)/2]^2n-2

    an=bn+1/bn=[(3+51/2)/2]^2n-2+[(3-51/2)/2]^2n-2(n≥2)

    an=-51/2(n=1)

    P

    就可化為yn=-Pyn2-Q(P

    xn+1=Pxn2+Q(P>0)的形式

    △綜上所述:

    an+1=Aan2+Ban+C(A≠0,an≠an+1)的遞推數列

    都可以透過線性變換將形式化簡成xn+1=Pxn2+Q(P>0)的形式

    若Q0)這樣的形式,若m項起xn>0,則透過xn=bn+1/bn,bn=bm^2n-m來求n≥m部分的通項公式(n

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