生成函式 母函式 學習筆記

2022-05-25 13:06:10 字數 1703 閱讀 1097

普通型生成函式

首先我們有乙個序列\(a=\\)

我們嘗試用函式\(f(x)=\sum_^na_ix^i\)來表示\(a\)

這就得到了母函式

如果當\(n\rightarrow \infty\)時,\(f(x)=\sum_^\infty a_ix^i\) ,這就可以表示無限長的序列了

所以這東西有個**用啊?

別忙,繼續往下看...

我們可以由定義得到,序列\(\\)的母函式為\(\sum_^\infty x^i\)

但是由小奧的知識可以知道\(\sum_^nx^i=\frac}\)

這裡我們就蒙了,\(x>1\)時\(x^\rightarrow \infty\)

__但是,__我們可以知道當\(x\in (0,1)\)時\(x^\)隨\(n\rightarrow \infty\)收斂

所以\(\lim\limits_\sum_^\infty x^i=\frac\)

至於為什麼我們這裡不用考慮\(x>1\)的情況,那是因為母函式為形式冪函式,這貨的點值沒有卵用,是誰都無所謂了,只要好表示就行,無需關心收斂半徑,我們只關心它的係數ntr?

這樣我們就得到了該函式的閉形式\(\frac\),有了閉形式之後,我們就可以對乙個序列的母函式進行各種運算,得到該函式的通項公式或其他性質

來看些例題

\(e1:\\)

\[f(x)=\sum_^\infty x^\\

=\sum_^\infty (x^2)^i\\

=\frac

\]

\(e2:\)

\[f(x)=\sum_^\infty (i+1)x^i\\

=\sum_^\infty(x^)'\\

=(\frac)'\\

=x(\frac)'+\frac\\

=\frac\\

=\frac\\

ps:(uv)'=u'v+uv'

\]

\(e3:\)

塊速遞推

指數型生成函式

對於序列\(a=\\)

我們定義\(f(x)=\sum_^n\fracx^i\)為\(a\)的生成函式

同樣從\(\\)開始,易得\(f(x)=\sum_^\infty \frac=exp(x)\)

關於最後一步怎麼來的,詳見泰勒展開

\(e1:\hat=\\)

\[f(x)=\sum_^\infty \fracx^i\\

=\sum_^\infty x^i\\

=\frac

\]

\(e2: \hat=\\)

\[f(x)=\sum_^\infty \fracx^i\\

=\sum_^\infty \frac\\

=\sum_^\infty\int x^idx\\

=\int \sum_^\infty x^i dx\\

=\int \frac\\

\text\\

f(x)=\int \frac\\

=\int \frac\\

=-\ln t\\

=-\ln(1-x)\\

=\ln\frac

\]

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