数学提高之从数列递推到N球配对问题

来源:中国MBA教育网综合报道    作者:arsenal85    责任编辑:arsenal85    03/01/2017

1319

    下面介绍求简单递推数列通项公式的通用解法,并由此思路解一个老题

    以下记A(N)为数列第N项

    1、已知A1=1,A(N)=2A(N-1)+1,求数列通项公式
    解:由题意,A(N)+1=2[A(N-1)+1]
    即 A(N)+1是以2为首项,2为公比的等比数列
    因此 A(N)+1=2^N
    数列通项公式为 A(N)=2^N-1

    2、通用算法
    已知A1=M,A(N)=P*A(N-1)+Q,P《》1,求数列通项公式
    解:设 A(N)+X=P*[A(N-1)+X]
    解得 X=Q/(P-1)
    因此 A(N)+Q/(P-1)是以A1+Q/(P-1)为首项,P为公比的等比数列
    由此可算出A(N)通项公式

    3、已知A1和A2, A(N)=P*A(N-1)+Q*A(N-2),求数列通项公式
    解题思路:设 A(N)+X*A(N-1)=Y*[A(N-1)+X*A(N-2)]
    代入原式可得出两组解,对两组X,Y分别求出
    A(N)+X*A(N-1)的通项公式
    再解二元一次方程得出A(N)
    注:可能只有一组解,但另有解决办法。

    4、现在用上面的思路来解决一个著名的问题:
    N个球和N个盒子分别编号从1到N,N个球各放入一个盒子,求没有球与盒子编号相同的放法总数。

    解:设A(N)为球数为N时满足条件的放法(以下称无配对放法)总数,
    易知A1=0,A2=1
    当N》2时,一号球共有N-1种放法,假设1号球放入X号盒子
    在剩下的N-1个球和N-1个盒子中,如X号球正好放入1号盒子,
    问题等价于有N-2个球的无配对放法,放法总数为:A(N-2)
    在剩下的N-1个球和N-1个盒子中,如X号球没有放入1号盒子,
    则可以把X号球看作1号球,问题等价于有N-1个球的无配对放法,
    放法总数为:A(N-1)

    因此有 A(N)=(N-1)*[A(N-1)+A(N-2)]
    上式可变换为: A(N)-NA(N-1)
    =-[A(N-1)-(N-1)*A(N-2)]
    按等比数列得出: A(N)-NA(N-1)=(-1)^N
    上式除以N!得出:
    A(N) A(N-1) (-1)^N
    ------- = ---------------- + -----------------
    N! (N-1)! N!

    把 A(N)/N!当作新的数列, 把(-1)^N/N!也作为一个数列
    则 A(N)等于数列 (-1)^N/N!从第二项到第N项的和再乘以N

    另外可得出:
    N球恰有K球与盒子配对的放法总数为: C(N,K)*A(N-K)

版权声明

1、凡本网注明“来源:中国MBA教育网”的所有作品,均为中国MBA教育网合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:中国MBA教育网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
2、凡本网注明“来源:XXX(非中国MBA教育网)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
3、本网不保证向用户提供的外部链接的准确性和完整性,该外部链接指向的不由本网实际控制的任何网页上的内容,本网对其合法性亦概不负责,亦不承担任何法律责任。

中国MBA教育网 问题反馈平台

您的身份

  • 院校老师
  • 备考生
  • 其他用户

如何称呼您

  • 先生
  • 女士

您提交的反馈意见

您的联系方式

您的每一个有效信息都至关重要
服务热线:010-8286 3124