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
 
 Последовательность, производящая функция и сложный диффур.
Сообщение22.01.2011, 14:36 


14/12/07
24
Здравствуйте!
Помогите, пожалуйста разобраться с задачей. Требуется найти $\alpha_k$, $k=1,2 ... n$ в замкнутом виде.
Известно, что $\alpha_k\cdot \frac{1}{2}(n-k+2)(n-k+1)=\alpha_{k-2}\cdot(k-2)(n-(k-2))-\alpha_{k-4}\cdot \frac{1}{2}(k-2)(k-3)$, $\alpha_2=\frac{2}{n(n-1)}$, $\alpha_{n-2}=0$, $n$ - четное. Ясно, что можно считать $\alpha_k=0$ при нечетных $k$.
Из других соображений известно, что если $n$ не является квадратом натурального числа, то система имеет единственное решение.
Мой ход решения: ищем производящую функцию этой последовательности: $G(x)=\sum_ {k=0}^{\infty}\alpha_kx^k$.
После некоторых преобразований получается уравнение на $G(x)$:
$G(x)(2x^4+n^2+3n+2)+G^{\prime}(x)(4x^5+2x^3(n-1)-2x(n+1))+
\\G^{\prime\prime}(x)(x^6-2x^4+x^2)-x^2-\alpha_0(n^2+3n+2)=0$.
Далее, используя mathematica, находим решение однородного уравнения:
$y(x)=x^{n+1}(x-1)^{-\frac {n}{2}+\frac{\sqrt{n}}{2}-1}(x+1)^{-\frac {n}{2}-\frac{\sqrt{n}}{2}-1}c_1+\\x^{n+1}(x-1)^{-\frac {n}{2}-\frac{\sqrt{n}}{2}-1}(x+1)^{-\frac {n}{2}+\frac{\sqrt{n}}{2}-1}c_2$
Что делать дальше - неясно. Mathematica зависает, если её просить решать неоднородное уравнение.
А как методом вариации постоянной искать решение, где 2 постоянных - тоже вопрос. Может быть функция Грина поможет, но какие краевые условия тогда брать...
Подскажите, что делать дальше.

 Профиль  
                  
 
 Re: Последовательность, производящая функция и сложный диффур.
Сообщение24.01.2011, 20:09 


14/12/07
24
Неужели задача выглядит так ужасно, что никто не хочет разобраться?) По сути, дана несложная рекуррентная последовательность, нужно найти её члены в явном виде. Возможно, есть другие способы, кроме производящих функций?

 Профиль  
                  
 
 Re: Последовательность, производящая функция и сложный диффур.
Сообщение24.01.2011, 20:23 


04/05/10
21
извините за оффтоп, а что такое "в замкнутом виде"?
вы вообще уверены, что решения для $$\alpha_{k}$$ можно выписать без рекуррентных соотношений(я так понимаю, это и есть ззамкнутый вид?)?

 Профиль  
                  
 
 Re: Последовательность, производящая функция и сложный диффур.
Сообщение24.01.2011, 20:39 


14/12/07
24
Все верно, замкнутый вид это представление $\alpha_k$ в виде функции от $n,k$. Эти $\alpha_k$ являются коэффициентами в разложении по базису некоторой функции. Очень хочется представить их в замкнутом виде). Пока все уперлось в решение этого дифференциального уравнения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Последовательность, производящая функция и сложный диффур.
Сообщение24.01.2011, 22:20 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


14/02/07
2648
1) А что за функция и что за базис?

2) А есть какие-то значения $\alpha$ в виде треугольника, чтоб повглядываться?

 Профиль  
                  
 
 Re: Последовательность, производящая функция и сложный диффур.
Сообщение25.01.2011, 12:00 
Заслуженный участник


22/11/10
1184
Мне кажется, что Вы напутали со знаком в уравнении для $G$ (вклад слагаемого с $a_{k-2}$).
Должно получиться $+2x^4G''(x)$ и $-2x^3(n-1)G'(x)$. Может после исправления что-нибудь изменится в лучшую сторону.

 Профиль  
                  
 
 Re: Последовательность, производящая функция и сложный диффур.
Сообщение25.01.2011, 13:54 
Заслуженный участник


22/11/10
1184
Мда, ничего там не изменится, все тоже самое. Достаточно у половины коэффициентов поменять знак. Стоит отметить, что сумма бесконечной быть не может, поскольку коэффициент $a_{n+2}$ не определен. С учетом конечности суммы, в дифф-уре появятся еще пара слагаемых (аналогично $a_0,a_2$). Метод вариации произвольных постоянных проводится как обычно (непонятно, в чем проблемы). Но при этом возникнут "нехорошие" интегралы с особенностями. Скорее всего коэффициенты $a_0,a_n$ надо будет подобрать так, чтобы особенности исчезли.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

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