1樓:「已登出」
非常簡單。(最好詳細閱讀並具備基本的代數矩陣知識)
備註:這個數列的「解析延拓」我也用mma寫了一下(過程略,不外示),每一點都滿足L(x+1)=L(x)+1/L(x),並且連續,可導(大概R去除點1均可微)。下文中我們所說的均是這種可「解析延拓「的數列通項是否擁有初等函式表示式。
請不要自己想象「我隨便構造乙個也可以連續可導」,不妨先去看看什麼是級數/函式的Uniqueness。關於非「解析延拓」的整數定義域內的數列,樓上已經有非常棒的構造法解決掉了(贊)。
L(x+1)=L(x)+1/L(x)
STEP 1
將a(n+1)=a(n)+1/a(n)寫成這樣的形式:
a(n+1)=f(a(n)),f(x)=x+1/x
概念引入:函式復合(Composition)指兩個函式相互巢狀,例如f(g(x))是f對g的左復合,類似於矩陣乘法。迭代(Iteration)指乙個函式對自己的復合,f(f(x))稱為f的2次迭代,類似於矩陣冪。
簡單閉合解(Elementary closed-form solution)即初等函式構成的,有固定形式的迭代解,固定形式指函式(遞推)方程等號只有一邊有f(x)。
於是a(n+1)=f(a(n))=f(f(a(n-1)))=....=f的n次迭代(a(1)),a(1)=1
該問題可以轉化為:f(x)的迭代是否有簡單閉合解?
STEP 2
記清楚這三條Theorem就好,如果看不懂,可以繞過STEP 2和3直接到底。
Theorem 1
若函式f(x)是一次函式與反比函式的復合,其迭代通常具有閉合解。在這裡一次函式指L(x)=kx+b (k≠0),反比函式指R(x)=c/x。不難,自證。
Theorem 2
若函式f(x)是關於g(x)與h(x)的對角復合,且g或h具有迭代閉合解,則f也有閉合迭代解。對角復合相當於矩陣的對角化。不難,自證。
Theorem 3
若函式f的任意簡單復合均沒有閉合迭代解,則函式f不具有閉合簡單迭代解。這個就涉及到一丶丶群論,但是也不難,你怎麼用初等函式結合變換都不能出個閉合解說明你根本解不出來。
到這裡我們就可以大概明白了,若函式不能對角分解或復合而且有閉合的簡單迭代,它就必須是1次或-1次的。(強調一下次數問題,若還不明請繼續看下文)
STEP 3
有了這三條「Theorem」其實我們大概明白迭代的基本套路了,它相當於乙個環,在這個環上的乘法單位元是恒等變換,加法單位元是0,再稍微構思一下,不難發現,對於
f(x)=x+1/x
沒有簡單復合(初等函式)可以使f(x)擁有(唯一的)閉合迭代解。我可以隨意做變換(eg.):
f(x)=g(h(x)),h(x)=x+1,g(t)=t/x
對於h沒有簡單閉合迭代(這裡也指連續可導的)解,所以不能。可以自己解一下a(n+1)=a(n)+1,按照STEP 1,只要這個有初等函式解,f就有五成機率有初等函式解。再來試試另一種變換,這次換個「對角」的:
f(x)=g(h(g^-1(x))),g(x)=1/x,得到相似函式h(x)=x/(x+1),這又是個(負)2次的,也沒有初等閉合嗷。
不論我選用怎樣的初等函式變換,f(x)=x+1/x都無法擁有閉合的且唯一的簡單迭代解(也就是次數一直為2,並且不能拆成「有初等函式構造的迭代的2次函式」的對角復合的形式),返回STEP 1,可知a(n)不具有初等函式構成的通項公式。
(這裡是底)其實就算沒有懂STEP 2在說些什麼,我們也可以知道,函式f(x)是沒有唯一逆函式的,逆函式又是函式的-1次迭代。你連-1次都寫不出,n次的就更別想了。當然,可以寫2 3 4 5次的,畢竟a(2)什麼的可以用遞推式直接得到。
這也就順便證明了a(n+1)=a(n)+1沒有初等函式構造的解(此處也指可「解析延拓」的連續解)。
對於a(n),我們有能力和理論支援可以寫出a(n)的級數,也就是說函式f的迭代可解析延拓,這裡我不放出級數了,有能力的同學可以思考下。(a(n)為1/2次階)
謝絕槓精,槓精先動腦自己思考嗷。沒看懂就不要多bb。
2樓:
數列 ,, ,則 .
顯然只要證明 關於 的表示式: , 不是初等函式構成的就行.
觀察可知,
由上式可得,
令 ,則 0" eeimg="1"/>恆成立,由觀察可知,單調遞增,
所以 單調遞減,且有 .
又因為 ,所以有 .
結合前式得,
.所以我們考察不等式 ,
0,\exists N>0, \forall n >N, \left| \frac -\frac}\right |<\varepsilon" eeimg="1"/>
我們可以利用調和級數來做一些事情,
所以 易知
是不收斂的,
顯然可得 也是不收斂的.
顯然是收斂的.
令 或是
令 又有
p.s:
關於解題思路,先是做了展開,觀察 的結構,想做成乙個連分數的形式,但結構一時想不起來好的切入點,在這停滯了大約倆三個小時。
先這樣放著吧,等過段時間,有好的想法再做。
19.7.24
歲末重新回看了原來的過程,先做到這步,停在這先。
19.12.31
接下來要找方法考察數列了。
20.5.24
但畢業多年某些關鍵知識點忘記了,或是未曾涉及過,卡殼了,放在這裡等有了新的想法再說吧。
20.12.22
怎麼證明乙個不存在的東西不存在?
黃鴿子 巴門尼德原句,如果你能舉出乙個東西不存在,那麼它就存在於你的意識中,所以它還是存在的,結論就是你不能舉出乙個不存在的東西,這個結論歸於 人是萬物的尺度 KBA丶sad 我覺得 LXYZ 的回答說的已經非常好,但是我想到了乙個已經有的思想實驗。可能有些偏題,但我還是想嘗試去假設一下。思想實驗 ...
世界上不存在不存在的事物該怎麼理解
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Alex Julius 我就這個問題說一下什麼是抽象恆定表徵能力。右式蘊含了負,無窮大,極點處部分或全部嚴格遞減等特徵,左邊則蘊含了復合一次的連續對映,因此和單調性可以聯絡在一起,因此考察一下即應該可以匯出所有能夠匯出的性質了。 Jhon23 這不是我的數分期中考試題嗎?記得考前還有同學問了我乙個類...