2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3
 
 
Сообщение14.10.2008, 14:26 


14/10/08
4
Ок. Решаем полностью.
1. Выразим а1 - а6 через а1 и а2.
Получаем:
а1: а1
а2: а2
а3: а1+а2
а4: а1+2а2
а5: 2а1+3а2
а6: 3а1+5а2
Сложим все, что у нас в правом столбике. Получаем: искомая сумма равна 8а1+12а2=4(2а1+3а2)=4*а5 = 28.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение14.10.2008, 21:55 
Заморожен
Аватара пользователя


18/12/07
8774
Новосибирск
Если не искать решение, доступное семикласснику, а воспользоваться методами линейной алгебры, то получается довольно интересно.

Пусть

$$
A =
\left(\begin{array}{cc}
0 & 1 \\
1 & 1
\end{array}\right)
$$

и

$$
x_n =
\left(\begin{array}{c}
a_{n+1} \\ a_{n+2}
\end{array}\right)
$$

Тогда $x_n = A^n x_0$. Пусть $s_k = x_0 + \cdots + x_k$. Эта сумма, очевидно, равна

$$
s_k = (A^0 + A^1 + \cdots + A^k)x_0 = (A^{k+1}-E)(A-E)^{-1}x_0
$$

Характеристический многочлен матрицы $A$ равен $\lambda^2 - \lambda - 1$, так что $A^2 = A + E$. Отсюда индукцией по $k$ легко получить, что

$$
A^{k+1} = \phi_{k+1}A + \phi_k E,
$$

где $\phi_n$ есть $n$-ое число Фибоначчи при любом натуральном $n$. Далее,

$$
(A - E)^{-1} =
\left(\begin{array}{cc}
0 & 1 \\
1 & 1
\end{array}\right)
$$

Таким образом,

$$
x_{k+1} = A^{k+1}x_0 =
\left(\begin{array}{cc}
\phi_k & \phi_{k+1} \\
\phi_{k+1} & \phi_{k+2}
\end{array}\right)
\left(\begin{array}{c}
a_1 \\ a_2
\end{array}\right) =
\left(\begin{array}{c}
\phi_k a_1 + \phi_{k+1} a_2 \\
\phi_{k+1}a_1 + \phi_{k+2} a_2
\end{array}\right)
$$

и

$$
s_k = 
\left(\begin{array}{cc}
\phi_k-1 & \phi_{k+1} \\
\phi_{k+1} & \phi_{k+2}-1
\end{array}\right)
\left(\begin{array}{cc}
0 & 1 \\
1 & 1
\end{array}\right)
x_0 =
\left(\begin{array}{c}
\phi_{k+1}a_1 + (\phi_{k+2}-1) a_2 \\
(\phi_{k+2}-1)a_1 + (\phi_{k+3}-1) a_2
\end{array}\right)
$$

Из этих мощных фактов уже можно извлекать всё, что надо. К примеру, посмотрим нашу конкретную задачу.

Имеем

$$
\left(\begin{array}{c}
a_5 \\ a_6
\end{array}\right) = x_4 = 
\left(\begin{array}{c}
2a_1 + 3a_2 \\
3a_1 + 5a_2
\end{array}\right)
$$

откуда $2a_1+3a_2 = 7$. Далее,

$$
s_5 = 
\left(\begin{array}{c}
\phi_6 a_1 + (\phi_7 -1)a_2 \\
(\phi_7-1)a_1 + (\phi_8-1)a_2
\end{array}\right) =
\left(\begin{array}{c}
8a_1 + 12a_2 \\
12a_1 + 20a_2
\end{array}\right)
$$

В задаче требуется найти первую компоненту вектора $s_5$. Она равна $8a_1 + 12a_2 = 4(2a_1 + 3a_2) = 4 \cdot 7 = 28$. Таким образом, число $28$ и будет искомым ответом.

P. S. Автор темы: снимите с задачи метку "математическая логика". Она тут ну совершенно не при чём!!!

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение15.10.2008, 01:03 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/11/06
1096
Одесса, ОНУ ИМЭМ
Профессор Снэйп в сообщении #150758 писал(а):
Если не искать решение, доступное семикласснику, а воспользоваться методами линейной алгебры, то получается довольно интересно.

Ну, по сути линейная алгебра здесь и ни при чем. Достаточно знать или догадаться, как выражается обобщенная (т. е. с произвольными начальными членами) последовательность Фибоначчи через стандартную, и знать или придумать формулу для суммирования чисел Фибоначчи ($\sum_{k=1}^n f_k = f_{n+2}-1$).

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение15.10.2008, 03:25 
Заслуженный участник


11/05/08
32166
Бодигрим писал(а):
ewert в сообщении #150605 писал(а):
а просто тупым перебором допустимых первых двух чисел (там всего 4 варианта).

В условии ничего не говорится о натуральности чисел.

Именно об том и речь: если не требовать натуральности, то придётся полюбопытствовать насчёт бабушки.

Добавлено спустя 7 минут 29 секунд:

Xaositect писал(а):
Нет, потому что случаев не 3, а бесконечно много.

Если числа -- натуральные, то случаев не более четырёх: (1,1), (1,2), (2,1) и (2,2). Поскольку в последнем случае пятый член уже зашкаливает, дальше перебирать не нужно. И это -- принципиальное свойство задачи.

Если допустимы отрицательные числа, то задача некорректна. В том смысле, что пропорциональность пятого члена и суммы -- случайность, изначально этого не видно. А подход к задаче, основанный на угадывании мыслей составителя -- откровенно неспортивен.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение16.10.2008, 18:49 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/11/06
1096
Одесса, ОНУ ИМЭМ
ewert в сообщении #150811 писал(а):
Если допустимы отрицательные числа, то задача некорректна.

Не некорректна, а олимпиадна. Вообщем-то классическая задача при подготовке к районной/городской олимпиаде для школьников.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение17.10.2008, 03:36 
Заслуженный участник


11/05/08
32166
Это если олимпиада ориентирована на воспитание жульничества, а не на развитие математического мышления.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение17.10.2008, 09:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/11/06
1096
Одесса, ОНУ ИМЭМ
ewert в сообщении #151261 писал(а):
Это если олимпиада ориентирована на воспитание жульничества, а не на развитие математического мышления.

Ну, на что наши ученические олимпиады ориентированы - не знаю, но - факт есть факт - это классическая задача. И я, и многие мои товарищи спокойно решали ее и подобные ей. Стандартное рассуждение - "ввяжемся в бой, потом разберемся": вначале все выразим, потом попробуем обнаружить зависимость. Уверенность рассуждениям придавала уверенность в корректности постановки задачи.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 37 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group