3-Math Preliminary1(2)

2019-04-15 14:03

Th2:若?1,?2是(**)方程的一对共扼复数根?e和?e, 则这两个根对应解的部分为

A?cos(n?)+B?sin(n?) (A,B为实的待定系数) Eg2:下述矩阵的行列式有an=an-1-an-2,

n

n

i??i??1?1??...?0??...??011...0...001...1...000...1................1......100...0...1????? ????边界条件a1=1,a2=0。特征方程为x2-x+1=0 两个(特征)根为?1=(1+3i)/2,?2=(1-3i)/2,

为一对共轭复数,由?1、?2算出?=1,tg?=3,?=π/3, 按Th2,有an=A?cos(n?)+B?sin(n?)=

Acos(nπ/3)+Bsin(nπ/3),

将边界条件a1=1,a2=0代入,可得A=1,B=3/3。

Th3:若?是(**)方程的k重根,则?对应的解的部分为

C1?+ C2n?+ C3n?+ …+Ckn? (C1~Ck为待定常数)

n

n

2n

k-1n

n

n

Eg3:an+6an-1+12an-2+8an-3=0,

边界条件a0=1,a1=-2,a2=8。

特征方程为x+6x+12x+8=(x+2)=0,∴-2是三重根,

由Th3知an= (C1 + C2n + C3n)(-2), 将边界条件a0=1,a1=-2,a2=8代入, 可得C1=1,C2=-1/2,C3=1/2 Eg4:下述矩阵的行列式有an=2an-1-an-2 一阶矩阵: 二阶矩阵:三阶矩阵 2 1 0 2 2 1 1 2 1 1 2 0 1 2 n阶矩阵为下图:对该矩阵所对应的行列式

2

n

3

2

3

?2?1??...?0??...??012...0...001...1...000...2................1......100...0...2??????按第一列的代数余子式展开计算, ????2?1??...?有?012...001...100...2.........1...00...0??(n-1阶)??21????......??01=2??0...0.........21...0??????- ??...............?000....1??(n-1阶)?100??.........?012??.........?00....??(n-2阶)?210??.........?012??.........?00....故有an=2an-1-an-2,即...?2????...?0?...0?......??0??=2an-1-......?12???...0?......??0??=2an-1-an-2 ......?12??an-2an-1+an-2=0,于是知,.........0....1...?2??1...1...

该递归方程所对应的特征方程为x-2x+1=(x-1)=0, ∴1是二重根。易知边界条件有a1=2,a2=3, 由Th3知,an = (C1+ C2 n) * 1= (C1+ C2 n), 用a1=2,a2=3这两个边界条件,可求得C1= C2=1, 于是有an= n+1。

另一计算方法:由an-2an-1+an-2=0可得

(an-an-1)-(an-1-an-2)=0,于是有(an-an-1)=(an-1-an-2)。 令bn-1 = (an-an-1),则bn-2 = (an-1-an-2), ∴bn-1=bn-2=bn-3=……=b1=a2-a1=1, 即{a1,a2,…,an,…}是一等差数列, ∴an= a1+(n-1)d,由于a1=2,d=1,∴an= n+1。

n

22

Th4:若方程c0an+c1an-1+…+cran-r=f(n)有f(n)≠0(非齐次), 且q(n)是c0an+c1an-1+…+cran-r=f(n)的一个解(特解), 则方程c0an+c1an-1+…+cran-r=f(n)的解为:

方程的齐通解(含有待定系数)+ q(n) (非齐特解), (齐通解中的待定系数由边界条件唯一确定)。 Eg5:递归方程为an+2an-1=n+3,边界条件a0=3。 由上述方程及a0=3,可算出a1=-2,a2=9。 于是特征方程为x+2=0,特征根为-2,f(n)为n+3。

故递归方程an+2an-1=0的齐通解为A(-2),

类似于常微分方程,设非齐特解q(n)与f(n)同形: q(n)=Bn+D,将q(n)代入方程an+2an-1=n+3,

n

(q(n)代an,q(n-1)代an-1)得(Bn+D)+2(B(n-1)+D)=n+3, 于是有3Bn+3D-2B=n+3,令n=1、2,

根据递归方程和a1及a2,解得B=1/3,D=11/9, 故an=A(-2)+Bn+D=A(-2)+n/3+11/9,再由边界条件a0=3,解得A=16/9,于是an=16/9(-2)+n/3+11/9。 Eg6:递归方程为an+2an-1+an-2=2,则f(n)为2;

2

2

n

n

n

n

n

特征方程为x+2x+1=(x+1)=0,特征根为-1,是二重根; 于是齐通解为(C1+ C2n)(-1),C1、C2为两待定系数, 设特解q(n)与f(n)同形:q(n) =B2

n

n-1n

n-2

n

n

n

代入递归方程为则有B(2+2*2+2)=2,解得B=4/9, 于是an= (C1+ C2 n)(-1)+4/9*2,再由所给边界条件 求出待定系数C1、C2(本题未给边界条件)。 找模式:给定一个数字串,再给定一个模式, 从数字串第一个数字开始扫描,一旦

在数字串中找到该模式,则从下一位开始重新再找,……

n

如扫到第k位时模式刚好找到,则称该模式在第k位出现。


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