常系數線性齊次遞推關系及解的求法
2010年05月20日 08:40
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定義設
稱為k階常系數線性齊次遞推關系。
如果數列
則稱數列
定理1 任意給出個常數
關系(1)的解,且滿足條件:
系(1)的初始條件)
因為有無窮多種方法去取k個常數
能表示出遞推關系(1)全部解的表達式叫做遞推關系(1)的通解。
遞推關系(1)可改寫成
定義2 方程
稱為遞推關系(1)的特征方程,它的根稱為遞推關系(1)的特征根
定理2 設q是非零復數,則
是遞推關系(1)的一個特征根.
定理3 設
為任意常數,則
定理4 如果遞推關系(1)的k個特征根
是遞推關系(1)的通解,其中
例1 已知
求數列
解:遞推關系
的特征方程為
其中
解這個方程組得
以上是對于特征根彼此相異求遞推關系的解的情況,,下面來研究一下對于特征根為重根求遞推關系解的情況
定理5 設q是遞推關系(1)的一個m(m
定理 6 設遞推關系(1)有t個相異的特征根
其中
由以上定理可以知道,解常系數線性齊次遞推關系的步驟是:求出特征根,寫出通解,由初始條件確定通解中的諸常數,最后寫出所求的解。
例2 解遞推關系
解:所給遞推關系的特征方程為
特征根為
其中
解這個方程組得
對于文中我們在例1以及例2中所建立起來的遞推關系,我們都可以用上述的特征根法進行求解
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