¿Cómo escribiría una fórmula para esta secuencia recursiva?

Gracias por el A2A. Después de calcular los primeros términos, puede conjeturar que cada término sucesivo se duplica (esa es más o menos la tendencia obvia de los números en cuestión). Dependiendo de cuánta inducción conozca, puede intentar probar [matemáticas] a_ {n} = 3 * 2 ^ {n-1} [/ matemáticas]. Esto es cierto para [matemáticas] a_1 [/ matemáticas] y [matemáticas] a_2 [/ matemáticas]. Supongamos que [math] a_n = 3 * 2 ^ {n-1} [/ math] y [math] a_ {n + 1} = 3 * 2 ^ n [/ math] para algunos [math] n [/ math] y conéctelos a la relación de recurrencia para obtener [matemáticas] a_ {n + 2} = 3 * a_ {n + 1} – 2 * a_n = 9 * 2 ^ n – 6 * 2 ^ {n-1} = 18 * 2 ^ {n-1} – 6 * 2 ^ {n-1} = 12 * 2 ^ {n-1} = 3 * 2 ^ {n + 1} [/ matemáticas]. Esto es más o menos cómo se lleva a cabo el proceso de inducción, comenzando desde la base de inducción ([matemática] n = 1,2 [/ matemática]), teniendo la hipótesis de inducción para [matemática] а_n [/ matemática] y [matemática] a_ {n + 1} [/ math] y probar la fórmula deseada para [math] a_ {n + 2} [/ math].

La respuesta de Austin Wu a continuación menciona un método general interesante, que en realidad es el resultado de interesantes teoremas de álgebra lineal. En resumen, hay una matriz correspondiente a la transformación del vector [matemáticas] [a_ {n + 1}, a_ {n}] ^ T [/ matemáticas] al vector [matemáticas] [a_ {n + 2}, a_ {n + 1}] [/ math], que viene dado por [math] A = \ begin {bmatrix} 3 & -2 \\\\ 1 & 0 \ end {bmatrix} [/ math]. Como ejercicio de álgebra lineal, primero puede encontrar los valores propios / vectores de esa matriz, mostrar el vector [matemáticas] [a_2, a_1] ^ T [/ matemáticas] como una combinación lineal de esos vectores propios, y luego calcular explícitamente el vector resultante del cálculo [matemática] A ^ n [a_2 a_1] ^ T = [a_ {n + 2}, a_ {n + 1}] ^ T [/ matemática]. Este método funciona independientemente de los valores de los 2 miembros iniciales de la secuencia.

Si está interesado en secuencias linealmente recurrentes, el lugar al que debe ir es un curso estándar / avanzado (según el nivel de su escuela / universidad) en álgebra lineal. La ecuación característica que Austin obtuvo a continuación es algo que se ve una y otra vez en las ecuaciones diferenciales, que son la versión continua de secuencias linealmente recurrentes.

La secuencia es [matemática] 3,6,12,24,48 \ ldots [/ matemática].

Creo que es bastante evidente que la secuencia es una progresión geométrica. Una secuencia [matemática] a_ {1}, a_ {2}, a_ {3}, \ ldots, a_ {n}, \ ldots [/ math] se llama progresión geométrica si [math] \ frac {a_ {n + 1}} {a_ {n}} [/ math] es una constante (esta constante se conoce como razón común) para todos [math] n \ in \ mathbb {N} [/ math].

La progresión geométrica [matemáticas] 3,6,12,24,48 \ ldots [/ matemáticas] tiene su primer término igual a 3 y su razón común igual a 2.

No resolveré su problema específicamente, pero derivaré una fórmula para el enésimo término de un médico de cabecera con un primer término igual a ay su relación común r.

Deje [math] a_ {1}, a_ {2}, a_ {3}, \ ldots, a_ {n}, \ ldots [/ math] ser el GP dado Entonces,

[matemáticas] a_ {1} = a \ Rightarrow a_ {1} = ar ^ {1-1} [/ matemáticas].

Como [math] a_ {1}, a_ {2}, a_ {3}, \ ldots, a_ {n}, \ ldots [/ math] es un GP con una relación común r. Por lo tanto,

[matemáticas] \ displaystyle \ frac {a_ {2}} {a_ {1}} = r \ Rightarrow a_ {2} = a_ {1} r \ Rightarrow a_ {2} = ar \ Rightarrow a_ {2} = ar ^ {2-1} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ frac {a_ {3}} {a_ {2}} = r \ Rightarrow a_ {3} = a_ {2} r \ Rightarrow a_ {3} = (ar) r \ Rightarrow a_ {3} = ar ^ {3-1} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ frac {a_ {4}} {a_ {3}} = r \ Rightarrow a_ {4} = a_ {3} r \ Rightarrow a_ {4} = (ar ^ {2}) r \ Rightarrow a_ {4} = ar ^ {4-1} [/ matemáticas]

Continuando de esta manera obtendríamos [math] a_ {n} = ar ^ {n-1} [/ math].

Ahora intenta resolver el resto por ti mismo. Espero que esto haya ayudado.

Nota: En los comentarios, especificó que deseaba un método de solución general para estos problemas. Estoy respondiendo a esa solicitud específica, pero el problema en sí es bastante simple y no requiere el siguiente método para resolverlo.

El siguiente es un contenido de matemáticas discretas de primer año.

La secuencia dada se conoce como una secuencia recursiva homogénea. Hay un método especial para encontrar una fórmula general para una secuencia.

Primero, puede suponer, sin calificación, que [matemáticas] a_n = x ^ n [/ matemáticas] para todas las [matemáticas] n [/ matemáticas]. (Ignoraremos los valores iniciales por ahora).

Observe que su relación recursiva se convierte en una ecuación polinómica:

[matemáticas] x ^ n = 3x ^ {n-1} -2x ^ {n-2} [/ matemáticas]

Al dividir toda esta expresión entre [matemáticas] x ^ {n-2} [/ matemáticas], obtenemos:

[matemáticas] x ^ 2 = 3x ^ 1-2 [/ matemáticas]

[matemáticas] x ^ 2-3x ^ 1 + 2 = 0 [/ matemáticas]

Al resolver la cuadrática anterior, obtenemos que [matemáticas] x = 2 [/ matemáticas] o [matemáticas] x = 1 [/ matemáticas]

Esto significa que establecer [matemáticas] a_n = 2 ^ n [/ matemáticas] o [matemáticas] a_n = 1 ^ n [/ matemáticas] da como resultado una secuencia que sigue la relación recursiva.

Además, esto implica que [matemáticas] a_n = A2 ^ n + B [/ matemáticas] para algunos valores de [matemáticas] A [/ matemáticas] y [matemáticas] B. [/ Matemáticas]

Usando los valores iniciales para [math] a_1 [/ math] y [math] a_2 [/ math], podemos resolver para [math] A [/ math] y [math] B [/ math] de la siguiente manera:

[matemáticas] a_1 = A2 ^ 1 + B = 3 [/ matemáticas]

[matemáticas] a_2 = A2 ^ 2 + B = 6 [/ matemáticas]

(Reemplace 3 y 6 con los valores iniciales deseados)

En su caso, [matemática] B = 0 [/ matemática] y [matemática] A = 3/2 [/ matemática]. Conectar los valores a la ecuación anterior te da tu respuesta.