關(guān)于差分的一道習(xí)題
設(shè)[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]
試證:對一切整數(shù)[latex]n\geqslant 0[/latex],有[latex]y_n^2=3x_n^2+1[/latex]。
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設(shè)[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]
試證:對一切整數(shù)[latex]n\geqslant 0[/latex],有[latex]y_n^2=3x_n^2+1[/latex]。
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京公網(wǎng)安備 11010802022153號
數(shù)學(xué)歸納法行嗎。
沒試過,我想可能證不出來,……
直接上歸納法啦.
先化簡下問題, 讓 [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],
那么要求證明 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], 結(jié)合初值條件 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).
由歸納假設(shè), U(n)V(n)=1, 證畢,
似乎需要使用Z變換求解以上兩個差分方程,分別求得x、y與n的關(guān)系,然后證明y^2=3*x^2+1就水到渠成了。
差分方程的求解
https://wenku.baidu.com/link?url ... -fPbwY0Phid02TmWrVu
由Z變換可得到:
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} 。
由此便可得到:y^2(n)=3*x^2(n) + 1