marathon:problem_38 [2015/10/14 13:12] letsko создано |
marathon:problem_38 [2015/10/14 13:17] (текущий) letsko |
**Решение** | **Решение** |
| |
Обозначим <m>F0(n)</m> количество таких последовательностей, оканчивающихся на 0, <m>F1(n)</m> - оканчивающихся на 1, <m>F2(n)</m> - оканчивающихся на 2.\\ | Обозначим <m>F_0(n)</m> количество таких последовательностей, оканчивающихся на 0, <m>F_1(n)</m> - оканчивающихся на 1, <m>F_2(n)</m> - оканчивающихся на 2.\\ |
Тогда <m>f(n)=F0(n)+F1(n)+F2(n)</m>.\\ | Тогда <m>f(n)=F_0(n)+F_1(n)+F_2(n)</m>.\\ |
Так как к любой последовательности можно приписать 0, не нарушив условий задачи, то | Так как к любой последовательности можно приписать 0, не нарушив условий задачи, то |
<m>F0(n+1)= f(n) = F0(n) + F1(n) + F2(n)</m>. | <m>F_0(n+1)= f(n) = F_0(n) + F_1(n) + F_2(n)</m>. |
| |
Так как 1 можно приписать только к последовательности, оканчивающейся на 0 или 2, то <m>F1(n+1) = F0(n) + F2(n)</m>.\\ | Так как 1 можно приписать только к последовательности, оканчивающейся на 0 или 2, то <m>F_1(n+1) = F_0(n) + F_2(n)</m>.\\ |
Аналогично <m>F2(n+1) = F0(n) + F1(n)</m>. | Аналогично <m>F_2(n+1) = F_0(n) + F_1(n)</m>. |
| |
Складывая, получаем:\\ | Складывая, получаем:\\ |
<m>f(n+1) = F0(n+1) + F1(n+1) + F2(n+1) = 3*F0(n) + 2*F1(n) + 2*F2(n) = 2f(n) + f(n-1)</m>. | <m>f(n+1) = F_0(n+1) + F_1(n+1) + F_2(n+1) = 3*F_0(n) + 2*F_1(n) + 2*F_2(n) = 2f(n) + f(n-1)</m>. |
| |
Очевидно, что f(1) = 3 и f(2) = 7.\\ | Очевидно, что f(1) = 3 и f(2) = 7.\\ |
| |
Учитывая начальные условия, находим:\\ | Учитывая начальные условия, находим:\\ |
<m>C_1 = {1 + sqrt{2}}/2, C_2 = {1 - sqrt{2}/2</m>.\\ | <m>C_1 = {1 + sqrt{2}}/2, C_2 = {1 - sqrt{2}}/2</m>. |
Окончательно имеем: <m>f(n-1) = {{1 + sqrt{2}}^n + {1 - sqrt{2}}^n}/2</m>. | |
| Окончательно имеем: <m>f(n-1) = {{(1 + sqrt{2})}^n + {(1 - sqrt{2})}^n}/2</m>. |
| |
**Обсуждение** | **Обсуждение** |
| |
Последовательность, описная в обсуждаемой задаче, состоит из числителей наилучших рациональных приближений числа <>sqrt{2}.</m>\\ | Последовательность, описная в обсуждаемой задаче, состоит из числителей наилучших рациональных приближений числа <m>sqrt{2}.</m>\\ |
С рядом других ситуаций, в которых возникает f(n), можно познакомиться в онлайн-энциклопедии математических последовательностей. Наша f(n) представлена там под номером [[http://oeis.org/A001333 | A001333]]. | С рядом других ситуаций, в которых возникает f(n), можно познакомиться в онлайн-энциклопедии математических последовательностей. Наша f(n) представлена там под номером [[http://oeis.org/A001333 | A001333]]. |
| |