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关于差分的一道习题

作者 Edstrayer
来源: 小木虫 450 9 举报帖子
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设[latex]x_0=0,x_1=1[/latex]且[latex]x_{n+1}=4x_n-x_{n-1},y_0=1,y_1=2[/latex]且[latex]y_{n+1}=4y_n-y_{n-1}[/latex]
试证:对一切整数[latex]n\geqslant 0[/latex],有[latex]y_n^2=3x_n^2+1[/latex]。 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • shuxue0

    数学归纳法行吗。

  • Edstrayer

    引用回帖:
    2楼: Originally posted by shuxue0 at 2014-06-18 18:00:29
    数学归纳法行吗。

    没试过,我想可能证不出来,……

  • hank612

    直接上归纳法啦.

    先化简下问题, 让 [latex] u_n=y_n+\sqrt{3}x_n, v_n=y_n-\sqrt{3}x_n, a=2+\sqrt{3}, b=a^{-1}=2-\sqrt{3}[/latex],
    那么要求证明 u_n * v_n=1.  

    由于 [latex]  u_{n+1}-a\cdot u_n=b(u_n - a\cdot u_{n-1}), v_{n+1}-b\cdot v_n=a(v_n - b\cdot v_{n-1} [/latex], 结合初值条件 u1=1, u2=a; v1=1, v2=b, 立得: u_{n+1} =a* u_n, v_{n+1} =b* u_n,  

    因此, U(n+1)V(n+1)=a*b*U(n)V(n)=U(n)V(n).

    由归纳假设, U(n)V(n)=1, 证毕,

  • peterflyer

    似乎需要使用Z变换求解以上两个差分方程,分别求得x、y与n的关系,然后证明y^2=3*x^2+1就水到渠成了。

  • peterflyer

    由Z变换可得到:
    x(n)=1/[2*sqrt(3)]*{[2+sqrt(3)]^n-[2-sqrt(3)]^n}
    y(n)=1/2*{[2+sqrt(3)]^n + [2-sqrt(3)]^n} 。

  • peterflyer

    由此便可得到:y^2(n)=3*x^2(n) + 1

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