Монгол Бодлогын Сан
Эх хэлээрээ суралцаж, эх хэлээрээ мэдлэгээ түгээе.
Бодлого №16251
$a_0=9$, $a_1=17$, $a_2=24$, $n\ge3$ үед $a_n=4a_{n-1}-5a_{n-2}+2a_{n-3}+6n-20$ бол $a_n$-г ол.
Бодлогын төрөл: Уламжлалт
Бодлогыг оруулсан: Балхүүгийн Батбаясгалан
Бодолт
Заавар:
Бодолт: Характеристик тэгшитгэл нь
$$x^3=4x^2-5x+2\Leftrightarrow x^3-4x^2+5x-2=(x-1)^2(x-2)=0$$
буюу шийдүүд нь $x_1=x_2=1$, $x_3=2$ тул нэгэн төрлийн тэгшитгэлийн ерөнхий шийд нь
$$(c_1+c_2n)\cdot 1^n+c_32^n$$
хэлбэртэй байна. $x_1=x_2=1$ тул $6n-2$ олон гишүүнтийг зэргийг 2-оор ихэсгэж $a_n^*=an^3+bn^2$ хэлбэрээр тухайн шийдийг хайя.
$$an^3+bn^2=4\big(a(n-1)^3+b(n-1)^2\big)-5\big(a(n-2)^3+b(n-2)^2\big)+2\big(a(n-3)^3+b(n-3)^2\big)+6n-20$$
$1$ хоёр давхар шийд тул $n^3$, $n^2$-ийн өмнөх коэффициентүүд тэнцүү байна (шалгаж үз!). Иймд $n$ болон сул гишүүдийн тэнцүүлж тэгшитгэл зохиовол
$$\left\{\begin{array}{l}
0=12a-8b-60a+20b+54a-12b+6\\
0=-4a+4b+40a-20-54a+18b-20
\end{array}\right.$$
буюу
$$\left\{\begin{array}{l}
0=6a+6\\
0=-18a+2b-20
\end{array}\right.$$
тул $a=-1$, $b=1$. Иймд
$$a_n=-n^3+n^2+c_1+c_2n+c_3\cdot 2^n$$
хэлбэртэй байна. $a_0=9$, $a_1=17$, $a_2=24$ анхны нөхцөл ашиглавал
$$\left\{\begin{array}{l}
9=c_1+c_3\\
17=c_1+c_2+2c_3\\
24=-4+c_1+2c_2+4c_3
\end{array}\right.$$
болно. Эхний тэгшитгэлийг 2, 3-р тэгшитгэлээс хасвал
$$\left\{\begin{array}{l}
9=c_1+c_3\\
8=c_2+c_3\\
19=2c_2+3c_3
\end{array}\right.$$
Сүүлийн хоёр тэгшитгэлээс $c_3=3$, $c_2=5$ тул $c_1=6$ тул
$$a_n=-n^3+n^2+5n+6+3\cdot 2^n$$