Skip to content

常系数齐次线性递推式浅析 ​

定义 ​

常系数线性递推式:形如 an=c1an−1+c2an−2+⋯+ckan−k+g(n) 的递推式。ci(1≤i≤k) 为常系数。称这个递推式为 k 阶的。

常系数齐次线性递推式:g(n)=0 的常系数线性递推式。

特征方程 ​

需要使用特征方程来求解常系数齐次线性递推式的通项公式。

假设通项公式具有 an=rn 的形式,带入递推式中可得:

rn=c1rn−1+c2rn−2+⋯+ckrn−k

移项:

rn−c1rn−1−c2rn−2−⋯−ckrn−k=0rn−k(rk−c1rk−1−c2rk−2−⋯−ck)=0

显然,若要让 rn−k≢0,则:

rk−c1rk−1−c2rk−2−⋯−ck=0

此为该常系数齐次线性递推式的特征方程。

求解 ​

求解该特征方程,可以得到 k 个不同的实根 r1,r2,…,rk。则通项公式是其指数形式的线性组合,即:

an=A1r1n+A2r2n+⋯+Akrkn

通过初始条件即可求得通项公式。