不动点数学原理不动点法 已知数列 递推公式 ,na12.nknknkknaCaC则方程 称特征方程,方程的根称特征根。12.kkkxCx定理 若特征方程有 个相异根 ,则数列 通项公式为12,kxn2.n nn kaAAx由初值确定。12,.kA有重根的情况,这里略去了。不失一般性,我们取二阶常系数递推公式 为例来研究。12(3)nnapqa我们知道, 是 的函数,当 取 , , 时,对应的函数值满足递推关系na。我们不妨想想,哪种函数满足这个性质?答案是:指数函数。12napq令 ,其中 x 是待求的常数。代入递推公式,得n 12nnnxpqx即(看看这结果熟悉不?)2此方程有两个根 ,任一个都可以使 满足递推关系,即 , 都12,xnax1nax2n是递推公式 的解。2nnapqa那么,可以证明(C1,C2 是常数)12nnnCx也是递推公式 的解。 (这个结论很好证,代入递推公式提取出常数12napqaC1,C2,就会发现其余的部分都是 0,是一个恒等式。 )证明这个结论干嘛?我们知道,对于二阶递推,需要两个初值 ,它的通项公式才12,a能唯一确定。而 , 这两个解均不能保证对任意给出的初值 都成立。1nax2n 12,而反观 ,代入 ,解方程组,可以确定唯一一对 C1,C2,这也nC12,a就保证了求出的通项公式对任意 均成立。nN对于更高阶的情形,同理可证。