¿Se puede modelar cualquier secuencia matemática de números mediante una ecuación?

Sí y no, dependiendo de lo que requiera de su modelo.

si

Para cada secuencia [matemática] a_0, a_1, a_2, \ ldots, a_n, \ ldots [/ math] de números reales hay una función [math] f: \ mathbf N \ to \ mathbf R [/ math] tal que para cada número entero [matemática] n \ geq0, [/ matemática] [matemática] a_n = f (n). [/ matemática] Las secuencias corresponden a funciones, y la ecuación [matemática] a_n = f (n) [/ matemática] determina el secuencia.

No

Eso no fue muy satisfactorio ya que no ayuda computacionalmente. Lo que le gustaría tener es una fórmula finita que describa la secuencia, algo que puede usar para calcular cualquier término de la secuencia. Pero hay innumerables secuencias [matemáticas] a_0, a_1, a_2, \ ldots, a_n, \ ldots [/ math] de números reales, y solo hay innumerables fórmulas. (Aquí supongo que todo en la fórmula, incluidos todos los números en las fórmulas, tiene una descripción finita).

Pero

Pero notará que las innumerables secuencias de números reales no requieren que se describan. No tenemos uso para una secuencia que no se puede describir, por lo que solo deberíamos preocuparnos por las secuencias para las que tenemos descripciones. Entonces, la pregunta debería ser algo así: dada una descripción de una secuencia infinita de números reales, ¿hay una función computable que pueda usarse para calcular esa secuencia?

Podemos reducir esto a una pregunta aparentemente más simple si restringimos nuestras secuencias para que sean de números naturales en lugar de números reales. Si se puede describir una función [math] f: \ mathbf N \ to \ mathbf N [/ math], ¿se puede calcular?

No

El problema de detención proporciona un ejemplo de una función que puede describirse pero no calcularse. La entrada a la función es un programa de computadora (codificado adecuadamente como un número natural) y la salida es un 1 si se detiene, y 0 si no lo hace. Se sabe que no existe un algoritmo para calcular esta función.

Resumen

En el análisis final, si no requiere computabilidad, entonces cada secuencia puede describirse mediante una función [matemática] a_n = f (n). [/ Matemática] Pero si requiere computabilidad, entonces no, hay secuencias que no puede ser descrito por una función computable.

Cualquier secuencia finita puede ser modelada por una ecuación (por un polinomio, por ejemplo). Una secuencia infinita que se repite también puede ser modelada por una superposición de funciones trigonométricas. Una secuencia infinita que no se repite, pero que puede representarse en términos de una fórmula para el enésimo término, puede permitir el modelado mediante una ecuación. Una secuencia infinita sin tal fórmula probablemente no pueda ser modelada por una ecuación.

Hay muchas secuencias que pueden ser modeladas por una ecuación. Por ejemplo, cuando tomo la secuencia 1/2, 4/3, 9/4, 16/5 ……
Entonces puedo generalizar esta secuencia como
n² / (n + 1). Al mismo tiempo, si preguntas ‘cualquier secuencia’, entonces mi respuesta es no. Por ejemplo
El conjunto de números primos también es una secuencia 2, 3, 5, …… Pero no puede representarse mediante una ecuación.

Dado cualquier número de puntos conocidos, uno puede idear una función que se aproxime a esos números.
Una de esas posibilidades sería a través de la regresión, ya sea lineal, cuadrática o de mayor grado, dependiendo de los puntos.

No creo que puedas tener una ecuación para describir una secuencia no determinista. Por ejemplo, la secuencia generada al lanzar un dado.