Розв’язування рецидивів за допомогою характерного многочлена з уявними коренями


9

При аналізі алгоритму вам часто доводиться вирішувати рецидиви. Окрім магістерської теореми, методів заміщення та ітерації є один із застосуванням характерних многочленів .

Скажіть, я зробив висновок, що характерний многочлен x22x+2має уявні корені, а самеx1=1+i і x2=1i. Тоді я не можу використовувати

c1x1n+c2x2n

щоб отримати рішення, правда? Як слід діяти в цьому випадку?


Ласкаво просимо! Зауважте, що ви можете використовувати LaTeX від $...$.
Рафаель

1
Я збентежений. Я впевнений, ви маєте на увазі метод, що використовує характерні поліноми , а не рівняння. Щоj? Рішення рівняння, яке ви подаєте, не є уявними, а просто нераціональними. Що ви маєте на увазі під «застосувати [многочлен]»?
Рафаель

6
Він прийняв звичку фізика неправильно писати i.
JeffE

Звичайно, можна насправді. По-перше, рішення задовольняє повторне виникнення. По-друге, простір рішення має розмірність 2.
Стрин

Відповіді:


12

Так, рішення є насправді T(n)=α(1+i)n+β(1i)n для деяких констант α і βвизначається базовими випадками. Якщо основи випадків реальні, то (за допомогою індукції) всі складні доданки вT(n) скасує для всіх цілих чисел n.

Наприклад, розглянемо рецидив T(n)=2T(n1)2T(n2), з базовими корпусами T(0)=0 і T(1)=2. Характерним многочленом цього рецидиву єx22x+2, тож рішення є T(n)=α(1+i)n+β(1i)n для деяких констант α і β. Підключення до базових корпусів дає нам

T(0)=α(1+i)0+β(1i)0=α+β=0T(1)=α(1+i)1+β(1i)1=(α+β)+(αβ)i=2
що має на увазі
α+β=0αβ=2i
що має на увазі α=i і β=i. Тож рішення є
T(n)=i((1i)n(1+i)n).

Ця функція коливається між 2n і 2n з "періодом" 4. Зокрема, маємо T(4n)=0 для усіх n, тому що (1i)4=(1+i)4=4 (і тому, що я обрав базовий випадок T(0) обережно).


1
Мені здається, я пам’ятаю, що уявні корені характерного многочлена (які, якщо я добре пам’ятаю, є домінуючими особливості породжуючої послідовності), десь містять негативні елементи. Це правда? Якщо так, то можна з упевненістю сказати, що ніколи не слід стикатися з цим випадком при аналізі алгоритму.
Рафаель

6
Не обов'язково. Якщо коріння характерної функції є2, 1+i, і 1i, наприклад, функція буде коливатися навколо α2n для деяких α, але (при відповідних базових випадках) це завжди буде позитивним.
JeffE
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.