Catalan數公式推導

2021-04-13 00:22:55 字數 935 閱讀 1335

如何把下列遞迴公式

f(n)=f(0)*f(n-1-0)+f(1)*(n-1-1)+f(2)*f(n-1-2)+....+f(n-1-0)*f(0)

轉化為

f(n)= c(2n,n)/(n+1)

可以利用母函式(發生函式)

令g(x)=f(0)+f(1)x+f(2)x^2+...

那麼遞迴公式左邊就是g(x)的n次項係數。右邊是g(x)^2的n-1次項係數。

所以我們有(注意到零次項係數這個小問題,所以加1)

g(x)=x*g(x)^2+1

解出g(x)=(1-sqrt(1-4x))/2x

sqrt(1-4x)可以用廣義的二項式定理展開,並且寫成關於x的形式冪級數(就是無限項的多項式),

(1-sqrt(1-4x))的n+1次項係數就是我們要求的,恰好是c(2n,n)/(n+1)

由二項式定理

即sqrt(1-4x)中x^(n+l)項的係數為

的係數為正

p=a1a2a3

...an為n個數a1a2a3

...an的乘積,依據乘法的結合率,不改變其順序,只用括號表示成對的乘積.試問有幾種不同的乘法方案?

令pn 表示n個數乘積的n-1對括號插入的不同方案數.

則pn 為第n-1個catalan數 = c(2n-2),n-1)/n

以n=4為例

參考:

牛頓二項式定理的證明及其應用.pdf 

《數學分析》

《組合數學》

Catalan數(卡特蘭數)

卡特蘭數 規定h 0 1,而h 1 1,h 2 2,h 3 5,h 4 14,h 5 42,h 6 132,h 7 429,h 8 1430,h 9 4862,h 10 16796,h 11 58786,h 12 208012,h 13 742900,h 14 2674440,h 15 969484...

卡特蘭數 Catalan數

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2012 04 12 21 08 13 標籤 卡特蘭數 原始出處 作者資訊和本宣告。否則將追究法律責任。卡特蘭數 規定h 0 1,而h 1 1,h 2 2,h 3 5,h 4 14,h 5 42,h 6 132,h 7 429,h 8 1430,h 9 4862,h 10 16796,h 11 58...